鎳鋼高導(dǎo)磁合金

鎳鋼介紹

高導(dǎo)磁合金是指初始導(dǎo)磁率和最大導(dǎo)磁率高的鐵鎳合金等，商品名稱大多數(shù)被叫做“坡莫合金”。除了高導(dǎo)磁率外，坡莫合金損耗比較低，特別是環(huán)境適應(yīng)性比較好，性能穩(wěn)定，雖然價格貴，但是仍然使用在條件比較嚴(yán)格的電源中。

鎳鋼類別

極限頻率fmax(kHz) 工作頻率f(kHz) 工作磁通密度B（mT） 100℃時幅值磁導(dǎo)率μα(在B和f條件下) 性能因子（B×f）(mT×kHz) 100℃時在（B×f）下?lián)p耗(kW/m3) 25℃初始磁導(dǎo)率μi

PW1 a 100 15 300 >2500 4500(300×15) ≤300 2000

b 100 15 300 >2500 4500(300×15) ≤200 2000

PW2 a 200 25 200 >2500 5000(200×25) ≤300 2000

b 200 25 200 >2500 5000(200×25) ≤150 2000

PW3 a 300 100 100 >3000 10000(100×100) ≤300 2000

b 300 100 100 >3000 10000(100×100) ≤150 2000

PW4 a 1000 300 50 >2000 15000(50×300) ≤300 1500

b 1000 300 50 >2000 15000(50×300) ≤150 1500

PW5 a 3000 1000 25 >1000 25000(25×1000) ≤300 800

b 3000 1000 25 >1000 25000(25×1000) ≤150 800

坡莫合金主要種類是鐵鎳合金，由鎳（35%～85%）、鐵和添加的鉬、銅、鎢等組成。在20世紀(jì)40年代已基本定型，到70年代和80年代大量使用，形成了幾十種型號，一般根據(jù)鎳含量多少來分類。鎳含量在30%～50%之間為低鎳合金，如中國的1J30、1J34、1J50、1J51等。鎳含量在65%～85%之間為高鎳合金，如中國的1J66、1J79、1J80、1J88等。根據(jù)電源的需要，已經(jīng)制定出各種各樣的坡莫合金帶材。有磁滯回線為矩形的、非矩形的、線性的（恒導(dǎo)磁）材料?？梢攒堉瞥?.20mm至0.005mm(5μm)厚度的各種規(guī)格。一般0.20mm厚的坡莫合金用于50Hz,0.005mm厚的坡莫合金用于500kHz～1MHz，涵蓋了工頻，中頻至高頻整個頻率范圍，早已突破了只能用于20kHz以下的舊觀念。

和硅鋼、軟磁鐵氧體一樣，坡莫合金近十年來也在迅猛的發(fā)展。一個是用低鎳含量的鐵鎳合金添加鉻等元素，使其達(dá)到高鎳含量的導(dǎo)磁性能，從而降低成本。已經(jīng)報導(dǎo)的Ni38Cr8Fe合金，在H=0.4A/m下磁導(dǎo)率達(dá)到100000～300000，接近高鎳含量合金的水平。更突出的是國內(nèi)外近年來相繼推出高初始導(dǎo)磁率200000～300000，最大導(dǎo)磁率350000～500000的坡莫合金產(chǎn)品。還有一個是突破坡莫合金薄帶制造工藝，軋成0.01mm～0.005mm厚超薄帶，擴(kuò)大頻率應(yīng)用范圍。0.005mm厚的Ni80Mo5坡莫合金超薄帶，在Bm為0.1T時，500kHz下?lián)p耗為0.126W/g，1MHz下為0.392W/g，5MHz下為6.79W/g，10MHz下為23.1W/g?？梢杂糜?MHz以上的電源變壓器中。

鉻鎳鋼就是含鉻鎳的合金鋼，其特性是機(jī)械強(qiáng)度高，硬度和韌性大，耐熱耐腐蝕，適用于制造飛機(jī)汽車拖拉機(jī)等重要機(jī)件。

鉻鎳鋼就是含鉻鎳的合金鋼。

鉻鎳鋼機(jī)械強(qiáng)度高，鉻鎳鋼硬度和韌性大，鉻鎳鋼耐熱耐腐蝕，鉻鎳鋼用于制造飛機(jī)汽車拖拉機(jī)等重要機(jī)件。

鎳鋼，坡莫合金實質(zhì)上是鐵鎳（FeNi）合金，其矯頑力很低，而飽和磁密Bs、磁導(dǎo)率和居里溫度都很高，接近于純鐵。多元坡莫合金，初始相對磁導(dǎo)率可達(dá)30000～80000，但是電阻率低，在10－7Ω－m左右，它可以被加工成極薄的薄片，所以可用在高達(dá)（20～30）kHz的工作頻率。國內(nèi)工程上常用厚度為0.02mm的坡莫合金薄帶，另外也有0.005mm厚的薄帶，但由于在磁心的卷繞過程中薄帶表面要絕緣，致使它的填充系數(shù)大大降低，因此工程上很少使用。當(dāng)應(yīng)用頻率超過30kHz以上時，由于坡莫合金的電阻率低，其損耗會明顯增加。

鉻元素符號Cr，銀白色金屬，在元素周期表中屬 ⅥB族，鉻礦原子序數(shù)24，原子量51.996，體心立方晶體，常見化合價為 3、 6和 2。1797年法國化學(xué)家沃克蘭 (L.N.Vauquelin)在西伯利亞紅鉛礦（鉻鉛礦）中發(fā)現(xiàn)一種新元素，次年用碳還原，得金屬鉻。因為鉻能夠生成美麗多色的化合物，根據(jù)希臘字chroma（顏色）命名為chromium。

鉻銀白色金屬，質(zhì)硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔點1857±20℃，沸點2672℃?；蟽r 2、 3和 6。電離能為6.766電子伏特。金屬鉻在酸中一般以表面鈍化為其特征。一旦去鈍化后，即易溶解于幾乎所有的無機(jī)酸中，但不溶于硝酸。鉻在硫酸中是可溶的，而在硝酸中則不易溶。在高溫下被水蒸氣所氧化，在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高溫下，鉻與氮起反應(yīng)并為熔融的堿金屬所侵蝕。可溶于強(qiáng)堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性，在空氣中，即便是在赤熱的狀態(tài)下，氧化也很慢。不溶于水。

鉻為不活潑性金屬，在常溫下對氧和濕氣都是穩(wěn)定的,但和氟反應(yīng)生成CrF3。溫度高于600℃時鉻和水、氮、碳、硫反應(yīng)生成相應(yīng)的Cr2O3，Cr2N和CrN, Cr7C3和Cr3C2,C r2S3。鉻和氧反應(yīng)時開始較快,當(dāng)表面生成氧化薄膜之后速度急劇減慢；加熱到1200℃時，氧化薄膜破壞，氧化速度重新加快，到2000℃時鉻在氧中燃燒生成Cr2O3。鉻很容易和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng),生成氯化物或硫酸鹽，同時放出氫氣。

低溫鎳鋼，可用于儲存、處理及輸送液態(tài)乙烯與甲烷、液化天然氣、液氧、液氮等液化氣的儲罐裝置及管道等。還有兩種低溫鎳鋼是12%Ni鋼及13%Ni鋼，可用于4～77K的低溫條件。

cryogenic nickel steel

含碳(<0.13%)、少量錳(<1.5%)、有的含少量鉬與鉻的Fe-Ni合金。

適合203K以下使用的低溫鎳鋼%Ni是：1.5，2.5，3.5，5，5.5，8，9%Ni的鎳鋼。3.5%Ni及9鋼的最低使用溫度分別為173K及77K，這兩種鋼的應(yīng)用比較廣泛。

低溫鎳鋼可用于儲存、處理及輸送液態(tài)乙烯與甲烷、液化天然氣、液氧、液氮等液化氣的儲罐裝置及管道等。還有兩種低溫鎳鋼是12%Ni鋼及13%Ni鋼，可用于4～77K的低溫條件。

這兩種鋼都是完全的鐵素體鋼。

高鎳鋼比一般不銹鋼含有更高的鎳，是非常耐熱耐腐蝕的優(yōu)秀材料。 是鉑基含鎢、錸、鎳和鉻的五元合金。

它的英文名：platinitealloy。錸可提高強(qiáng)度、又能降低電阻溫度系數(shù)，鎳和鉻可提高合金的抗氧化性能。PtWReNiCr8-4-2-0.5合金的電阻系數(shù)80.3×10-2Ω·mm2/m，電阻溫度系數(shù)142×10-6/℃，應(yīng)變靈敏度系數(shù)3.2。用高頻爐氬氣保護(hù)熔煉，均勻化后熱鍛，冷加工成材。作高溫應(yīng)變柵材料。800℃時零點漂移很小，隨時間增長變化也很小。

以王水溶解試樣，用氨水作沉淀劑，并加入適量三乙醇胺及檸檬酸進(jìn)行掩蔽，以消除鐵及鉻等元素的干擾，在pH=3-6的酸性介質(zhì)中，加入過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，使鎳與EDA形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，以PAN為指示劑，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，從而求得鎳的含量。

通過對熔渣的脫氧，研究了控制鐵-鎳合金的夾雜物開礦和夾雜物組成。討論Ni含量對Si或Al脫氧平衡的影響，大部分夾雜物被認(rèn)為是在冷卻或凝固過程中的二次夾雜物。用熱力學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)測夾雜物組成其準(zhǔn)確性是好的，并證明可以用來預(yù)測夾雜物組成。煉鋼高鎳鋼夾雜物形態(tài)控制熔渣脫氧冶鋼。

對于像硫酸和磷酸這些還原性的酸而言也具有非常優(yōu)秀的耐腐蝕性。此外，在焊接用途上具有低碳的特性的耐腐蝕性。由于碳含量是很低的（最大0.020%），因此在一般熱處理和焊接的情況下，不會有碳化物析出。這樣消除了一般熱處理和焊接后出現(xiàn)在的晶間腐蝕的危險。即使在還原性環(huán)境中，如硫酸和甲酸中也可以被鈍化。高的鎳含量使其在活性狀態(tài)下也有較低的腐蝕速度。在0~98%的濃度范圍內(nèi)純硫酸中，高鎳鋼的使用溫度可高達(dá)40℃。在0~85%濃度范圍內(nèi)的純磷酸中，其抗腐蝕性能是非常好的。

在濕法工藝生產(chǎn)的工業(yè)磷酸中，雜質(zhì)對抗腐蝕性能有很強(qiáng)的影響。在所有各種磷酸中，高鎳鋼抗腐蝕性優(yōu)于普通的鋼材。在強(qiáng)氧化性的硝酸中，與不含鉬的高合金化的鋼種相比，抗腐蝕性能較低。在鹽酸中，高鎳鋼的使用僅限于較低的濃度1-2%。在這個濃度范圍。高鎳鋼的抗腐蝕性能好于常規(guī)不銹鋼。

在氯化物溶液中其抗縫隙腐蝕能力也是很好的。高鎳鋼的高鎳含量，降低了在麻坑和縫隙處的腐蝕速度。普通的奧氏體不銹鋼在溫度高于60℃時，在一個富氯化物的環(huán)境中對應(yīng)力腐蝕可能是敏感的，通過提高鎳含量，可以降低這種敏化性。

鎳的含量高達(dá)72%以上，是最能夠耐腐蝕的優(yōu)秀材料。

即使在動物性油脂、醬油、鹽等物品會直接接觸到加熱器的嚴(yán)苛狀況下，依舊能得到強(qiáng)大效果的材料。

若是只需要使用于水中加熱，可以在表面施以酸洗工程、電解研磨等的特殊處理。

擁有優(yōu)越的耐腐蝕性，使用環(huán)境十分廣泛的材料。

若是需要耐腐蝕性，極力推薦使用這款可以安心使用材料。

此為高性能材料，相對價格也很昂貴。

由于是特殊材料，需要花很長的時間才能確保原料的取得。

由于此款材料較為堅硬，必須要注意折彎R角的大小。

折彎成U字型或L字型的折彎R角大小的基準(zhǔn)值是不同的。

非常能夠適應(yīng)高濕氣的環(huán)境，如果不是需要非常高耐腐蝕性的話，這是很值得推薦的材料。

高鎳鋼常用于烤魚機(jī)、烤箱、小型熱水器、洗碗機(jī)、滾筒式洗衣機(jī)、罐裝飲料自動販賣機(jī)、杯裝飲料自動販賣機(jī)、儲熱型供暖器、烤肉機(jī)、電烤盤等 。2100433B