反铁磁γMnFe合金丝的织构与磁致伸缩研究

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1、浙江大学材料科学与工程学系硕士学位论文反铁磁γ-Mn-Fe合金丝的织构与磁致伸缩研究姓名：贺爱娜申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：罗伟;严密20100101浙江大学硕士学位论文绪论摘要反铁磁丫．Mn—Fe合金在室温时具有与Fe．Ga合金相当的磁致伸缩性能，在原材料成本和机械加工性能方面比Fe．Ga合金和稀土超磁致伸缩材料Terfen01．D更具竞争力，因此有望成为一种高性价比的新型磁致伸缩材料。本文通过热轧和冷拔相结合的塑性加工工艺，成功地制备了反铁磁Y．Mn．Fe磁致伸缩合金丝，系统研

2、究了塑性变形工艺参数及热处理制度对样品相结构、显微组织、晶体织构、磁致伸缩和力学性能的影响。主要研究结果如下：保持单一Y相结构是在反铁磁Mn．Fe合金中获得室温大磁致伸缩的前提。铸态Mn42Fe58合金为单一丫相结构，以60mm／h速度定向凝固后变为丫+￡双相结构，磁致伸缩性能下降；Mn50Fe50合金经60mm／h速度定向凝固后仍维持单一丫相结构，并形成微弱的<110>轴向择优取向，1．2T中的磁致伸缩由303ppm增大至386ppm。850。C热轧促进Mn50Fe50合金织构形成，并提高磁致伸缩

3、性能。XRD测试表明，经37．5％热轧后，合金仍保持单一Y相结构；极图测试表明，沿轧向(RD)形成了<1IO>／／RD和<100>／／RD混合织构。当外磁场H／／RD时，热轧态丫．Mn50Fe50合金在1．2T磁化场中的磁致伸缩可达409ppm；经500。C和1h退火热处理后，单一Y相结构和变形织构保持不变，1．2T中磁致伸缩增大至1033ppm。采用热轧和冷拉工艺成功制备出高磁致伸缩性能Mn50Fe50合金丝。该合金丝仍保持单一丫相结构，沿拉拔方向(DD)形成<110>／／DD+<100>／／DD

4、混合丝织构。当外磁场H／／DD时，冷拔态丫．Mn50Fe50合金丝在1．2T中的磁致伸缩可达750ppm。经500。C和lh退火热处理后，晶粒尺寸略微增大，但单相结构和织构类型保持不变，1．2T中磁致伸缩高达1538ppm，是铸态样品的5倍。合金丝中<110>+<100>轴向择优取向的形成是提高其磁致伸缩性能的可能原因。力学性能测试表明，冷拔态合金丝的抗拉强度达852MPa，是铸态样品的3倍；显微硬度由125．8HV增大至225．9HV。关键词：、／-Mn—Fe合金；磁致伸缩丝；反铁磁性；织构；塑性

5、加工II浙江人学硕士学位论文AbstractAntiferromagnetic),-Mn—Fealloypossesseslargemagnetostrictioninroomtemparature，andhavemorecompetentthanferromagneticFe·-GaalloysandTerfenol·-Dalloysintermsofmaterialscostandmechanicalproperties，whichmakeitanewkindofmagnetoStrictiVe

6、materials．Inthisthesis，anantiferromagnetic)'-Mn-Femagnetostrictivealloywireispreparedthroughacombinedprocessingofhotrollingandcolddrawing．Theeffectofplasticdeformationprocessparmetersandheattreatmentonphasestructure，microstructure，texture，magnetostrict

7、iveandmachanicapropertiesof丫-Mn-Fealloysaresystemicallystudied．Sustainingsingle丫phaseisthepremiseofobtainingthelargeroommagnetostrictioninanantiferromagneticMn-Fealloy．ThemagneotrictionofMn4zFessalloydeterioratedafterdirectionallysolidifyingwith60mm／hd

8、uetotheseparationofthesingle丫phaseintoamixtureof丫and￡phases．MnsoFes0alloyretainedsingle丫phaseafterdirectionallysolidifyingwith60mm／handformedweakpreferredorientation；itsmagneostricitonincreasedto386ppmfor303ppmin1．2T．MnsoFes0alloyt