HiperCo50镍合金板材圆钢

发布时间：2024-10-05

HiperCo50圆棒性能探讨-应用加工领域

HiperCo50基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，又被称为“超合金”，是广泛应用于、、石油、化工、舰船的一种重要材料，按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金，铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金，镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造喷气发动机、各种工业燃气轮机热端部件。

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。
?
?
?
?

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产品型 2J63,2J64,2J65,2J9等二、五金冲压件预防开裂方法：4J47、4J49在20～400℃温度范围内，具有与软玻璃相近的系数，用于与相应的软玻璃匹配封接，该类合金中含有铬，经yang化处理后，合金表面生成非常致密的yang化膜，与基体结合牢固，且与软玻璃性好，因此，能高强度的封接面，是电真空工业中的重要封接结构材料，7、镍(ni)：镍能钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性，镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力，但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢，现在化工单位在选用加工原料的时候成分越来越复杂，而在这些加工领域中也不可以避免的要用到很多腐蚀还原性原料，这些原料在和普通材质的过程中，其他材质会因此耐受性比较低而发生...13、钴(co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

HiperCo50镍的用途：

镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。

镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。

镍铬合金（如Ni-Cr20）有高的耐热性和大的电阻，用它做的热电体（电阻丝），可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件，可在1100℃下长期工作；Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差，但电阻大，电阻温度系数小，热电势大，是热电偶的好材料。

镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金，强度高，塑性好，耐腐蚀，成为电器、海轮和器械制造业的重要材料。

镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。镍铁、镍钴合金是良好的磁性材料。

此外，镍是镍——镉、镍——电池的主要材料

镍的性质

镍是一种银白色的铁磁性金属。密度8.9克/厘米3，熔点1455℃。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。可以说，镍是既“古老”又“年轻”的金属。镍具有磁性，是许多磁性材料的主要组成成分。镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。实验证明：纯度为99%的镍，20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。目前，镍原料主要是镍的硫化矿，其次是氧化矿。

另外，存在于海底的锰结核也将成为提镍的重要资源。镍的用途镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。镍铬合金（如Ni-Cr20）有高的耐热性和大的电阻，用它做的热电体（电阻丝），可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件，可在1100℃下长期工作；Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差，但电阻大，电阻温度系数小，热电势大，是热电偶的好材料。镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金，强度高，塑性好，耐腐蚀，成为电器、海轮和器械制造业的重要材料。镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。镍铁、镍钴合金是良好的磁性材料。

此外，镍是镍——镉、镍——电池的主要材料。镍都——金川金川位于古丝绸之路——甘肃省河西走廊中部。金川矿床是一个特大型的多金属共生硫化镍矿床，储量居世界同类矿床的第二位，铜、钴和伴生的铂族以及贵金属如钯、铂、锇、铱、钌、铑、金、银等的储量均居全国之首。矿石中镍和铜的品位都较高。镍的产量占全国的88%。金川已成为中外闻名的镍、钴生产基地和铂族贵金属提炼中心。它所在的金昌市也由荒僻的小乡村已发展成为别具风姿的现代化工业城市。加拿大的镍产量位于北美洲北部的加拿大，镍资源很丰富，1994年已探明的金属储量约620万吨左右，居世界前列。主要分布萨德伯里、纳尔逊河中游和林累克。采矿业和冶金业很发达，镍的开采量和出口量均居世界前列，镍冶炼也居世界前列。贸易对象是美国、英国、日本、德国等。加拿大的水力资源丰富，全国四分之三的电能是靠水力发电，这为发展有色金属工业创造了良好条件。产镍国之一——古巴古巴的镍资源十分丰富，储量1800万吨居世界。镍矿床主要分布在奥尔金省北部约150公里长的山区，那里有极丰富的红土矿层。矿层中不但含镍，钴、铬、铝、锰、铁的含量也较高。

目前，古巴主要开采镍钴矿。其特点是含量均匀而且品位较高，富矿含镍1.3%，一般矿石含镍也达1%；另外矿层靠近地面，具有露天开采的优越条件。莫阿和尼卡罗炼镍厂是古巴的两家老厂，另外还兴建了两座年产能力约有3万吨的炼镍厂。古巴是世界大的镍生产国和出口国之一。新的正畸合金——中国钛镍北京有色研究总院研制成功一种钛镍合金，具有超弹性和形状记忆交应，是理想的正畸材料。1984年，美国生物力学专家在测试了这种丝材的性能后，命名为“中国钛镍”；1985年在国际牙科材料学术会议上，确认中国钛镍丝达到了国际先进水平。畸齿矫形是利用金属的回弹特性来实现的。一般金属材料做的矫正器，由于弯曲后易产生永久变形，需要经常调整，因此复诊次数多，疗效差和疗程长。中国钛镍，在屈服点测量时，回弹性为不锈钢丝的4.8倍，为美国矫形材料Nitinal合金丝的1.6-1.97倍。卸载后，能保持一个几乎恒定不变的作用力。在口腔中两次调整间隔期内，变形很小，是不锈钢和美国Nitinal合金所不具备的。1980年在北京口腔医院临床应用以来，效果非常理想。

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