本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種寬溫域、高線性度的磁溫度補(bǔ)償合金。

背景技術(shù)：

對于熱磁補(bǔ)償合金的研究可追溯到上個(gè)世紀(jì)20年代，1928年A.Z.Kussmann報(bào)道了Monel合金的磁感在居里溫度附近隨溫度急劇變化，同期德國出現(xiàn)了鎳銅鐵系Calmalloy型合金，1930年I.F.Kinanard將該合金應(yīng)用于自補(bǔ)償溫度指示器，1934年F.Steblein報(bào)道了含鎳量31％的鐵鎳系Thermoperm合金磁感應(yīng)強(qiáng)度的溫度效應(yīng)。

磁溫度補(bǔ)償材料領(lǐng)域已經(jīng)形成較為完善的系列產(chǎn)品，熱磁補(bǔ)償合金按合金體系大致可分為鎳銅系、鐵鎳系、鐵鎳錳系、鐵鎳鋁系和鐵鎳鉻系，其中鎳銅系和鐵鎳系屬于較高磁感應(yīng)和較高居里點(diǎn)的合金。早期開發(fā)的鎳銅系合金由于含鎳量太高(接近70％)，具有磁感應(yīng)強(qiáng)度低、補(bǔ)償溫度范圍窄、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，目前已被低鎳含量的鐵鎳系合金所取代。目前國內(nèi)外較常用的熱磁補(bǔ)償合金為簡單的鐵鎳系二元合金，特別是鎳含量為30％左右的鐵鎳合金。

鐵鎳磁溫度補(bǔ)償合金是使用最多的一種熱磁材料，它突出的特點(diǎn)是磁感應(yīng)強(qiáng)度值高，且生產(chǎn)成本較低，在同樣條件下使用的合金用量較少。但這種簡單鐵鎳二元合金的磁性能對Ni的含量相當(dāng)敏感，所以通常采用添加新組元構(gòu)成多元合金的方法來降低這種敏感性(如1J38中Cr含量12.5～13.5％)。

現(xiàn)有牌號的磁溫補(bǔ)償合金中，有1J30、1J31、1J32、1J33、1J38等，但它們的補(bǔ)償溫度范圍較窄，一般為-20℃～+60℃，1J33為-20℃～+80℃，其補(bǔ)償梯度也各不一樣，因此其適用范圍會受到一定的限制，目前超低溫的材料主要以來國外進(jìn)口，有成本高的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種寬溫域、高線性度的磁溫度補(bǔ)償合金。該合金具有寬溫補(bǔ)償(-60℃～+85℃)，且線性度好，并有一定梯度的熱磁補(bǔ)償合金，可以滿足在高低溫工作環(huán)境中工作溫度范圍和B-T曲線斜率要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

寬溫域、高線性度的磁溫度補(bǔ)償合金，各組分的重量百分含量為：Cr1.2～2.4％、Ni30～30.7％、Mn≤0.4％、雜質(zhì)元素≤0.016％，余量為Fe。

上述合金較好的技術(shù)方案是，各組分的重量百分含量為：Cr1.4～2.3％、Ni30.2～30.5％、Mn≤0.4％、雜質(zhì)元素≤0.016％，余量為Fe。

所述雜質(zhì)元素為C、S、P。

所述雜質(zhì)元素各組分的重量百分含量為C≤0.01％、S≤0.003％、P≤0.003％。

本發(fā)明所述合金的制備方法如下：

本發(fā)明所述合金采用真空感應(yīng)熔煉，再經(jīng)過電渣重熔獲得合金錠。合金經(jīng)過熱鍛，熱軋，固溶處理，冷軋至成品，最終退火后使用，其B-T曲線如圖1所示。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

與現(xiàn)有同類型高性能合金相比，本發(fā)明所述合金在具有良好磁補(bǔ)償線性度的同時(shí)，也具有更寬的使用溫度區(qū)間(-60℃～+85℃)，相對于目前國內(nèi)生產(chǎn)的磁溫度補(bǔ)償合金，其使用范圍更廣泛，適用于低于-20℃的低溫環(huán)境，其特定的補(bǔ)償性能能夠解決目前超低溫環(huán)境中依賴國外進(jìn)口材料的難題，且有生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

(1)本發(fā)明所述合金的化學(xué)成分經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，既保證優(yōu)異的磁補(bǔ)償線性度，又保證了一定的磁補(bǔ)償性能。

(2)非鐵磁性元素Mn的加入，會使合金的工作磁感應(yīng)強(qiáng)度降低，因此合金中加入適量的元素Mn，可以起到調(diào)節(jié)合金的工作磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用。

(3)Cr元素的加入，對合金的磁性能也有一定的影響。在控制范圍內(nèi)，隨著Cr含量的增加，B-T曲線的斜率逐漸增大，但是Cr含量過高同樣會大大降低合金的工作磁感應(yīng)強(qiáng)度，Cr含量過低則無法獲得理想的磁補(bǔ)償梯度，因此Cr含量需要控制在1.2～2.4％范圍內(nèi)。

(4)由于合金的磁性能對Ni含量十分敏感，Ni含量偏高(或者偏低)則合金的工作磁感應(yīng)強(qiáng)度會急劇升高(或者降低)，因此為獲得適當(dāng)?shù)拇判阅?，合金的Ni元素含量要嚴(yán)格控制在30～30.7％范圍內(nèi)。

(5)其他C、P、S等有害元素的含量要嚴(yán)格控制，雜質(zhì)的含量越低，合金的磁性能越好。

申請人通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明所述合金的性能如下：

1.合金的使用溫度范圍為-60℃～+85℃。

合金的磁補(bǔ)償性能：

在使用溫度區(qū)間內(nèi)，dB/dT＝-(5.6±0.8)mT/℃，并且B_-60℃/B_85℃：≥7，合金的典型B-T曲線如圖2所示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述合金的B-T曲線1；

圖2為實(shí)施例1合金B(yǎng)-T曲線；

圖3為實(shí)施例2合金B(yǎng)-T曲線；

圖4為實(shí)施例3合金B(yǎng)-T曲線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

合金各組分的重量百分含量為：Cr1.9％、Ni30.5％、余量Fe。

取上述組分采用真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成電極棒，再經(jīng)四元渣系(CaF2、CaO、Al2O3、MgO)電渣重熔成鑄錠，然后在600～1000℃鍛打成板坯，熱軋成一定厚度板材，經(jīng)600～1000℃固溶處理后，冷軋到成品厚度，最后在氫氣保護(hù)下，在500～1100℃退火0.5～4h，得到最終產(chǎn)品。經(jīng)檢測，所得產(chǎn)品的雜質(zhì)C≤0.01％，S、P≤0.002％。在H＝7960A/m的磁場下，該合金dB/dT＝-5.15mT/℃，B_-60℃/B_85℃＝28.6，其B-T曲線如圖2所示。

實(shí)施例2

合金各組分的重量百分含量為：Cr2.3％、Ni30.3％、Mn0.3％、余量Fe。

取上述組分采用真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成電極棒，再經(jīng)四元渣系(CaF2、CaO、Al2O3、MgO)電渣重熔成鑄錠，然后在600～1000℃鍛打成板坯，熱軋成一定厚度板材，經(jīng)600～1000℃固溶處理后，冷軋到成品厚度，最后在氫氣保護(hù)下，在500～1100℃退火0.5～4h，得到最終產(chǎn)品。經(jīng)檢測，所得產(chǎn)品的雜質(zhì)C≤0.01％，S、P≤0.002％。在H＝7960A/m的磁場下，該合金dB/dT＝-5.14mT/℃，B_-60℃/B_85℃＝34.3，其B-T曲線如圖3所示。

實(shí)施例3

合金組分的重量百分含量為：Cr1.4％、Ni30.2％、Mn0.35％、余量Fe。

取上述組分采用真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成電極棒，再經(jīng)四元渣系(CaF2、CaO、Al2O3、MgO)電渣重熔成鑄錠，然后在600～1000℃鍛打成板坯，熱軋成一定厚度板材，經(jīng)600～1000℃固溶處理后，冷軋到成品厚度，最后在氫氣保護(hù)下，在500～1100℃退火0.5～4h，得到最終產(chǎn)品。經(jīng)檢測，所得產(chǎn)品的雜質(zhì)C≤0.01％，S、P≤0.002％。在H＝7960A/m的磁場下，該合金dB/dT＝-4.97mT/℃，B_-60℃/B_85℃＝31.1，其B-T曲線如圖4所示。