朱海哲 阮莹 谷倩倩 闫娜 代富平

(西北工业大学应用物理系,西安 710072)

落管中N i-Fe-T i合金的快速凝固机理及其磁学性能∗

朱海哲 阮莹†谷倩倩 闫娜 代富平

(西北工业大学应用物理系,西安 710072)

(2017年3月6日收到;2017年4月19日收到修改稿)

采用落管自由落体方法实现了Ni45Fe40Ti15合金在微重力无容器条件下的快速凝固,获得了直径介于160-1050µm的合金液滴.理论计算表明冷却速率及过冷度随液滴直径减小而增大,并呈指数函数关系,实验获得的最大过冷度为210 K(0.14 TL).随着过冷度增大,凝固组织中粗大的γ-(Fe,Ni)枝晶逐渐细化,二次枝晶间距减小,溶质Ti在γ-(Fe,Ni)相中的固溶度显著扩展.对不同直径合金液滴的凝固样品进行磁学性能分析,结果表明随着凝固合金液滴直径减小,其饱和磁化强度增大,矫顽力减小,矩形比下降,软磁性能明显提高.

快速凝固,深过冷,Ni-Fe-Ti合金,磁学性能

1 引 言

快速凝固过程中合金熔体热力学远离平衡态,合金的相组成、组织结构和成分分布都会出现新的规律,而这些凝固组织特征直接决定着合金的应用性能[1-3].因此对快速凝固条件下合金的凝固组织规律和相关应用性能进行研究具有重要的理论和科学意义.

Ni-Fe合金是典型的包晶合金,它在凝固科学领域已经被广泛研究[4-7].除其优异的耐腐蚀性和蠕变强度之外,它也是一种高性能的软磁材料,由于其高磁导率和低矫顽力而广泛应用于电子和电信领域[8].但是Ni-Fe合金凝固组织是单一的奥氏体,合金的强度和硬度都不高……