HiperCo50的生产工艺和制造技术

HiperCo50国内发展自1956年炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国高温合金的研究、生产和应用已历经60年的发展历程，60年的高温合金发展可以分为三个阶段，个阶段：从1956年至20世纪70年代初是我国高温合金的创业和起始阶段，本阶段主要是fang制前shu联高温合金为主体的合金系列，如：GH4033，GH4049，GH2036，GH3030，K401和K403等，第二个阶段：从20世纪70年代中至90年代中期，是我国高温合金的阶段，主阶段主要试制型号的发动机，高温合金生产工艺jishu和产品控制，第三阶段：从20世纪90年代中至今，是我国高温合金的全新发展阶段，本阶段主要是应用和了一批新工艺，研制和生产了一系列高性能、次的新合金。

HiperCo50
1J22概述
???? 1J22是高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金，在现有软磁材料中该合金的饱和磁感应强度高(2.4T)，居里点也很高(980℃)，饱和磁致伸缩系数大(60～100×10-6)。由于饱和磁感应强度高，在制作同等功率的电机时，可大大缩小体积，在作电磁铁时，在同样截面积下能产生大的吸合力。由于居里点高，可使该合金能在其他软磁材料已经完全退磁的较高温度下工作，并保持良好的磁稳定性。由于有大的磁致伸缩系数，极适于作磁致伸缩换能器，输出能量高，工作效率也高。该合金电阻率低(0.27μΩ·m)，不宜在高频下使用。价格较贵、易氧化、加工性能差，添加适量镍或其他元素，可改善其加工性。
???? 1.1?1J22材料牌号?1J22(Co50V2)。
1.2 1J22相近牌号 50КФ(俄罗斯)，Permendur(英国)，Supermendur(美国)，HiperCo50(美国)。
???? 1.3 1J22材料的技术标准????
???? GB/T 15001-1994 《软磁合金尺寸、外形、表面质量、实验方法和检验规则》
???? GB/T 15002-1994 《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》
1.4 1J22化学成分 ?见表1-1。??????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????表1-1???????????????????????????????????? %

C Mn Si P S Cu Ni Co V Fe
≤   
0.04 0.30 0.30 0.020 0.020 0.20 0.50 49.0～51.0 0.80～1.80 余量
????1.5 1J22热处理制度?冷轧带材试样：随炉升温到850～900℃，保温3～6h,，以50℃/h速度冷却到750℃，再以180～240℃/h速度冷却至300℃出炉，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。
???? 锻坯所取试样：随炉升温到1100℃±20℃，保温3～6h，以50～100℃/h速度冷却到850℃，保温3h，然后以30℃/h速度冷却到700℃，再以200℃/h速度冷却至300℃出炉，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。
???? 用于要求在较低磁场下具有较高磁感应强度、较低矫顽力、较高矩形比的材料：随炉升温到850 ℃±10℃，保温4h，以50℃/h速度冷却到750℃，保温3h,然后以200℃/h速度冷却到300℃出炉，在保温(750℃)开始加1240～1600A/m直流磁场，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。
1.6 1J22品种规格与供应状态?以冷轧带材、冷拉丝材，热轧（锻）扁材和棒材，不经热处理供应。品种规格、尺寸及允许偏差见表1-2，对尺寸有特殊要求的，由供需双方协议。
表1-2

产品种类 (δ或D)/mm B/mm L/mm≥ 产品种类 (δ或D)/mm B/mm L/mm≥
 尺寸 允许偏差    尺寸 允许偏差  
冷轧带材 0.05～0.09 ??????0
－0.015 60～120 5000 冷拉丝材 >0.49～0.09 ±0.03 - -
 >0.09～0.19 ????0
－0.02  500  >0.90～3.00 ±0.04  
 >0.19～0.25 ????0
－0.03  200  >3.00～6.00 ±0.06  
 >0.25～0.40 ????0
－0.04  200 热轧（锻）扁材和棒材 6.0～8.0 ±0.5 - 1000
 >0.40～0.70 ????0
－0.05  200  >8.0～12.0 ±1.0  1000
 >0.70～1.00 ????0
－0.06  200  >12.0～35.0 ±1.5  250
冷拉丝材 0.10～0.19 ±0.01 － －  >35.0～50.0 ±2.0  250
 >0.19～0.49 ±0.02    >50.0～80.0 ±4.0  250
      >80.0～100.0 ±5.0  150
?????1.7 1J22熔炼与铸造工艺?采用真空感应炉熔炼。
????1.8 1J22应用概况与特殊要求?已生产、使用多年，性能稳定，材料较成熟。适宜做质量轻、体积小的航空、航天用电器元件，如微电子转子、电磁铁极头、继电器、换能器等。
二、1J22物理及化学性能????
2.1 1J22热性能?见表2-1。
表2-1[1]

θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～800
α1/10-6℃-1 9.2 9.5 9.8 10.0 10.4 10.5 10.8 11.3
????2.2?1J22密度?见表2-2。
2.3?1J22电性能?见表2-2。
2.4 1J22磁性能
2.4.1 1J22居里点 见表2-2。
2.4.2 1J22饱和磁致伸缩系数 见表2-2。
表2-2

ρ/(μΩ·m) ρ/(g/cm3) Tc/℃ λθ/10-6
0.40 8.20 980 60～100
2.4.3 1J22标准中规定的磁性能
2.4.3.1 1J22不同厚度的典型静态磁性能见表2-3。
表2-3[3]

δ/mm 在不同磁场强度(A/m)下的静态磁性能/T Hc/(A/m)≤
 B400 B800 B1600 B2400 B4000 B8000 
0.1 1.68～1.79 1.94～2.01 2.12～2.15 2.20～2.25 2.28～2.31 2.35～2.40 120～148
0.2 1.70～1.80 2.00～2.02 2.15～2.18 2.22～2.25 2.30～2.33 2.40～2.41 115～135
0.35 1.70～1.81 1.95～2.02 2.12～2.17 2.20～2.24 2.20～2.24 2.28～2.34 123～135
2.4.3.2 1J22不同厚度的铁损见表2-4。
表2-4[2]

δ/mm f/Hz P/(W/kg)
  P1.5 P1.7 P1.9 P2.0 P2.1
0.1 50 3.54～4.74 4.40～5.93 5.49～7.52 6.32～9.05 8.29～11.8
 400 30.15～39 31.5～48.6 42.5～58.4 48.7～63.2 55.5～69.4
 800 62.7～82.4 78.3～102.1 94.5～122.5 103～131.5 114.1～153.1
 1000 74.6～105.9 91.7～132 110.9～158.3 122～173.1 138.8～197.8
0.2 50 3.68～4.03 4.59～4.99 5.77～6.62 6.7～7.87 8.33～9.84
 400 35.2～36.3 43.7～45.2 50.4～56.5 58.4～64.2 64.0～77.6
 800 84.7～87.7 106.5～110.8 130.6～138.2 144～156.1 157.0～179
 1000 115.2～121.4 146～153.1 182～192.3 198～210.8 222～241
0.35 50 3.79～4.19 4.66～5.30 5.48～6.95 6.29～9.27 7.00～9.75
 400 45.1～51.3 56.9～65.1 70.2～79.6 77.5～88.4 85.7～99.8
 800 125.1～145 161.1～188 204～233 227～258 241～290.5
 1000 177.5～206 234～266 297～334 332～374 369.5～434
????2.4.4 1J22不同厚度的动态磁化曲线及损耗曲线 见图2-1～图2-5 =0.35、0.2mm厚的试样清漆绝缘， =0.1mm的试样为氧化镁绝缘。
2.5 1J22化学性能?
2.5.1 1J22抗yang化性能 易氧化。
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1J22力学性能
3.1 1J22技术标准规定的性能
3.2 1J22室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 1J22硬度 合金软态HRB90，冷硬态HRC35。
3.2.2 1J22拉伸性能
3.2.2.1 1J22抗拉强度 合金软态σb=490MPa,
?????????????????? 冷硬态σb=1323MPa。
3.2.2.2 1J22规定非比例伸长应力[1] 合金软态σP0.2=343MPa。
3.2.2.3 1J22断后伸长率 合金的断后伸长率δ=1%。
???? 3.3 1J22持久和蠕变性能
???? 3.4?1J22疲劳性能?
???? 3.5?1J22弹性性能
3.5.1?1J22弹性模量?合金的弹性模量E=216GPa。
四、1J22组织结构
4.1?1J22相变温度???????????
4.2?1J22时间-温度-组织转变曲线?
???? 4.3?1J22合金组织结构?该合金组织结构为体心立方晶格的单相固溶体，在900～930℃附近发生γ α相转变，当温度低于730℃时，产生有序化，形成FeCo超结构，无序的α相转变为有序α′相。
五、1J22工艺性能与要求
5.1?1J22成形性能?合金经880℃左右快速淬火后，可以加工成薄带和细丝，带、丝可冲制、卷绕或加工成各种形状的元器件。
5.2 1J22焊接性能 焊接性能较差。
5.3 1J22零件热处理工艺
5.4 1J22表面处理工艺
????5.5 1J22切削加工与磨削性能?该合金的热轧（锻）材、冷拉丝材和带材，可切削和磨削加工。当合金加工成元器件，并经缓慢冷却的终热处理后，塑性很差，只能轻微研磨。

HiperCo50给水涂塑复合钢管经过一个高温的持续燃烧的检测试验，烧一个小时达到300℃，已经达到了ji限，说明该管道具有很强的耐高温性能，除了上述性能之外，管道还具有很强的抗冲击性能，卫生安全性能强度高，很符合在消防喷淋系统的领域中，解决了普通消防给水钢管埋地和输水的锈蚀和结垢问题，不会发生堵塞管道及堵塞喷淋头的现象，提高了消防给水输送管道的使用寿ming，使用年限理论长为50年，现使用至今已有10以上，安全、良好，使用同时降低了维护费用，省去了更换管材的费用。

软磁合金1J30 1J31 1J32 1J34 1J36 1J38 1J41 1J42 1J46 1J47 1J50 1J51 1J52 1J68 1J54 1J64 1J65 1J67 1J76 1J86 1J82 1J83 1J116 1J117　　钛(ti)：钛是钢中强脱yang剂。HiperCo50它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。HiperCo50改善焊接性能。HiperCo50在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。HiperCo50 回火热处理工艺为了降低钢件的脆性，将淬火后的合金在高于室温而低于710℃的某一适当温度进hang长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。HiperCo50