11n37、11n37、11n37
上海隆进特殊钢有限公司
无磁钢也叫无磁性钢和非磁性钢,实际上指没有铁磁性而不能被磁化的钢。
特点
无磁钢属fe—mn—al—c系列奥氏体,化学成份决定电磁性能,组织,力学---良,磁导率低而电阻率高,在磁场中的涡流损耗极小。在磁场强度为16000a/m(200奥斯特)时,无磁钢的磁导率μ≤1.319×10-6h/m (1.05高/奥)不锈钢的磁导率μ=1.339×10-6h/m(1.1高/奥)。奥氏体不锈钢经冷加工后具有轻度磁性 。
含量元素
作为无磁钢通常是在钢中添加大量的镍、锰、铬、铜等合金元素,使奥氏体转变点a3降到常温以下。
作用原理
在常温下具有奥氏体组织(非磁性的组织)的钢种随着超导技术的发展,在超导线圈电力贮存、超导发电、磁流体发电、磁悬浮线性电动机、核聚变等方面,都要使用高磁场技术如果在这样的高磁场中存在有易被磁化的材料时就会拢乱磁场分布。并在材料中产生涡电流,不仅使材料造成能量损失,还有可能整个构件。因此,发展了不受磁场影响,磁导率小于1.5(普通钢为150左右)的无磁钢 。
元素含量参数
典型的无磁钢包括有25%ni钢,含mn12-18%的高锰无磁钢,如14mn系、18mn系和2 5mn系,还有18cr-8ni系奥氏体不锈钢和ni-c;cr-mn系奥氏体钢等。高锰奥氏体钢作为无磁钢新材料,具有很---的性能 。
fe-mn-al系无磁钢
20世纪30年代,提出以锰代镍,以铝代铬的fe-mn-al-c系合金,是作为非腐蚀下部分替代较为昂贵的cr-ni系奥氏体不锈钢而产生的。由于具有度、无磁性、化、耐腐蚀、低密度和低成本等一系列优点而受到各国材料科学研究者的普遍。
1958年,ham及cairns等研究了合金成分为fe-34mn-10al-0.76c的mn-al-c钢,其抗拉强度达到750mpa,同时延伸率达到了70%。
sato等于1989年研究了fe-20/30mn-0/7al奥氏体钢在-196℃~25℃范围内的变形后的微观组织,发现钢中al的加入将会γ***ε的马氏体相变,同时促进了变形中形变孪晶的形成。
实验结果表明,具有较高mn含量以及al含量的钢种在层错能γ大约在20mj/m2时变形中更容易形成形变孪晶而不是γ***ε的马氏体相变。
随着汽车工业的飞速发展以及未来汽车制造正朝着轻量化、性和低能耗的方向发展,fe-mn-al-c钢一直以来主要设想作为汽车钢板和应用,因此,各国对于fe-mn-al-c系合金的研究工作主要集中在层错能、力学性能和变形中发生的形变孪晶、γ***ε马氏体相变等变形机制的探讨,而对其无磁性能的研究相对较少。
20世纪60年代,张彦生、师昌绪提出以较高的mn含量替代ni来奥氏体,并加入少量alγ***ε马氏体相变,在配制30个不同成分的fe-mn-al系高锰奥氏体钢的基础上研究了其组织结构、高低温瞬时力学性能、时效性能及化性能,并---利用适量的c、si元素,22%~25%mn和2.5%~4%al的合金成分范围发展低温无磁钢的可能性。
对fe-mn及fe-mn-al系高锰奥氏体钢的深入研究主要集中在二十世纪八十至九十年代,不仅其低温断裂行为进行了的研究,而且还深入地探讨了系列高锰奥氏体钢的磁性转变、低温组织和力学行为、变形及开裂机制、组织性及形化行为等重要问题。李依依等对fe-mn-al系相图的研究,证实高锰奥氏体钢中反铁磁转变点的存在,观察到此类合金中ε-马氏体层错重叠的极轴形核长大机制,这不仅为发展---温无磁钢提供了科学依据,而且对低温钢的合金化和马氏体相变的研究具有重要意义。
主要用途
主要用于制作受力较小而对尺寸和光洁度要求严格的仪器仪表、手表零件、汽车、机床和其他各种机器上使用的,对尺寸精度和光洁度要求严格,而对机械性能要求相对较低的件,如齿轮、轴、螺栓、阀门、衬套、销钉、管接头、弹簧座垫及机床丝杠、塑料成型模具、和牙科手续用具等。具体如下
⒈自动车床加工、五金冲压件加工;
⒉电子工业、光线纤接头、光碟机、扫描仪、用器材;
3家用电器、仪器仪表行业;
⒋办公设备(电脑、影印机、相机、传真机等);
⒌钟表元件、眼镜;
⒍电子端子针、计时器、化油器;
⒎装饰品、灯饰品、汽车、机车、链条;
⒏清洁车扫具、玩具;
⒐笔类、手袋配件、皮带扣、渔具等;
⒑双头螺栓、螺钉、螺母、管接头、弹簧座等。
fe-mn-cr系无磁钢
fe-mn-cr系高锰无磁结构钢的典型合金成分为18mn-4cr,即w(c)=0.3%~0.5%、w(si)=0.3%~0.8%、w(mn)=17.0%~19.0%、w(cr)=3.0%~5.0%、w(p)≤0.04%、w(s)≤0.03%,因其---的力学性能,曾一度作为大型发电机护环用无磁结构钢,但当工作中存在腐蚀性介质(包括普通水)时容易发生应力腐蚀开裂,近30年来逐步被不含ni的18cr-18mn-n无磁不锈钢取代作为发电机护环的主要制造材料。
然而,前者由于cr含量相对较低而且不需要额外添加n来奥氏体,具有生产成本低廉,冶炼工艺相对简单的优势,所以仍可用作无腐蚀下令人满意的无磁钢铁结构材料。
k.sipos等对奥氏体预变形对于fe-20mn-4cr-c钢力学性能的影响和应变---马氏体相变进行了研究,结果表明,应变---ε马氏体相变钢材的低温脆性断裂倾向。当温度为373k和773k时,对奥氏体进行预变形后,钢的拉伸性能---。预变形产生的形变孪晶和位错亚结构对ε马氏体板条的生长起阻碍作用,了拉伸变形中ε马氏体的生成数量,从而了钢的低温韧性。j.kriz等针对不同c和v含量的高锰奥氏体钢(mn18cr4ni)的析出硬化动力学进行了研究,---当v含量<2.5%时,该钢可以通过析出硬化作为度低磁材料使用,但强度硬度的同时,塑性会有一定程度的。550℃时效,析出十分,可以忽略;650℃时效,在时效开始0.5h之内,析出就会以较高速率进行。
o.i.balyts'kyi综述了各国关于18mn-4cr度护环用无磁结构钢的化学成分和力学性能的研究结果,---一定量的cr能钢的屈服强度。18mn-4cr钢在550℃热处理时,断裂韧性达值。当钢中v含量在1.3~1.5%时,强度和韧性的匹配达效果。对于40mn18cr4钢,不能通过冷拉伸变形进行强化,因为在冷变形中具有---地形成α'马氏体的倾向,而热变形中,形变孪晶受到,主要形成大量的位错亚结构。
与40mn18cr4相比,50mn18cr4变形中更易形成形变孪晶,在550℃~950℃时效中,碳化物沿奥氏体晶界析出。18mn-4cr钢在有水存在下对腐蚀开裂更为,应尽力---服役的干燥。加入0.4%cu能奥氏体的性,使磁导率μ值保持在1.003~1.01范围内。
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