DE102012105605A1 - Weichmagnetische Legierung und Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Legierung - Google Patents

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Abstract

Eine weichmagnetische Legierung wird bereitgestellt, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Eisen besteht.

Description

  • Ein ferromagnetisches Material, das magnetisiert werden kann, aber dazu tendiert, nicht magnetisiert zu bleiben, wird als weichmagnetisch beschrieben. Wenn ein weichmagnetisches Material in einem magnetischen Feld magnetisiert wird und dann von dem magnetischen Feld entfernt wird, verliert es größtenteils den Magnetismus, den es in dem Feld gezeigt hat. Ein weichmagnetisches Material zeigt vorzugsweise einen niedrigen Hystereseverlust, eine hohe magnetische Permeabilität und eine hohe magnetische Sättigungsinduktion. Weichmagnetisches Material wird in unterschiedlichen statischen und rotierenden elektrischen Geräten, wie Motoren, Generatoren, Wechselstromgeneratoren, Transformatoren und magnetischen Lagern verwendet.
  • US 5,501,747 offenbart eine hochfeste, weichmagnetische Eisen-Kobalt-Vanadium basierende Legierung, die weiterhin 0,15 Gewichtsprozent bis 0,5 Gewichtsprozent Niob und 0,003 Gewichtsprozent bis 0,02 Gewichtsprozent Kohlenstoff aufweist. Diese Legierung wird als eine Kombination der Streckgrenze, der magnetischen Eigenschaften und der elektrischen Eigenschaften offenbart, welche sie in die Lage versetzt, für das rotierende Teil, wie einen Rotor, einer rotierenden elektrischen Maschine eingesetzt zu werden. Wenn die Legierung bei einer Temperatur von nicht mehr als 740°C für nicht mehr als etwa 4 Stunden getempert wird, weist sie eine Streckgrenze von mindestens 620 MPa bei Raumtemperatur auf.
  • Jedoch sind weitere weichmagnetische Legierungen, die eine Kombination einer hohen Streckgrenze und geigneter magnetischer Eigenschaften aufweisen, die für Anwendungen wie rotierende elektrische Geräte geeignet sind, wünschenswert.
  • Eine weichmagnetische Legierung wird bereitgestellt, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Eisen besteht.
  • Die Legierung basiert auf einer 49%Co-2%V-Fe-artigen Legierung, die weiterhin Niob in einem Bereich von 0,08 bis 0,12 Gewichtsprozent, ein Maximum an Kohlenstoffgehalt von 0,005 Gewichtsprozent und optional Ni bis zu 0,2 Gewichtsprozent aufweist.
  • Die Elemente Mangan und Silizium sind auch optional und können hinzugefügt werden, um den Sauerstoffgehalt der Legierung zu vermindern. Sauerstoff wird nicht absichtlich hinzugefügt zu der Legierung, aber kann als eine Verunreinigung in einer Größenordnung bis zu 0,009 Gewichtsprozent vorhanden sein. Weitere Verunreinigungselemente, wie eine oder mehrere von Cr, Cu, Mo, Al, S, Ti, Ce, Zr, B, N, Mg, Ca oder P, können in einer Gesamtmenge von nicht mehr als 0,5 Gewichtsprozent enthalten sein.
  • Für Legierungen des 49%Co-2%V-49%Fe-Typs wird im Allgemeinen beobachtet, dass die Tempertemperatur entgegen gesetzte Effekte in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften und die magnetischen Eigenschaften aufweist. Insbesondere wird beobachtet, dass die Streckgrenze zunimmt für abnehmende Tempertemperaturen, während die magnetischen Eigenschaften beim Tempern bei höheren Temperaturen verbessert werden. Das Optimum der mechanischen Eigenschaften wird bei geringeren Temperaturen als das Optimum der magnetischen Eigenschaften erreicht.
  • Eine Kombination von einem Niobgehalt im Bereich von 0,08 bis 0,12 Gewichtsprozent und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,005 Gewichtsprozent, oder vorzugsweise weniger als 0,003 Gewichtsprozent, liefert eine weichmagnetische Legierung mit einer Streckgrenze, die wie gewünscht über einen Bereich von 200 MPa bis 450 MPa durch geeignete Auswahl der Temperbedingungen angepasst werden kann. Gleichzeitig können weichmagnetische Eigenschaften, die für weichmagnetische Teile, wie einem Rotor oder einem Stator einer rotierenden elektrischen Maschine geeignet sind, erhalten werden.
  • Eine Erklärung für dieses Verhalten besteht darin, dass durch Reduzierung des Kohlenstoffgehalts die Bildung von Laves-Phasen (Co/Fe, Nb) bevorzugt ist, während die Bildung von Karbiden reduziert ist, somit wird ermöglicht, eine geeignete hohe Streckgrenze zu erhalten, ohne in einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, insbesondere in Verlusten, bis zu einer Größenordnung in der sie nicht länger für den Gebrauch in elektrischen Maschinen geeignet sind, zu enden.
  • In einer rotierenden elektrischen Maschine erfordert typischerweise der Rotor eine höhere Streckgrenze, als sie für den Stator erforderlich ist, da der Rotor während des Betriebs rotiert und Zentrifugalkräften ausgesetzt ist. Es ist nützlich, wenn die Streckgrenze des Rotors ausreichend hoch ist, so dass das Material des Rotors unterhalb seiner elastischen Grenze trotz der Zentrifugalkräfte bleibt. Im Gegensatz dazu ist der Stator statisch und nicht der Zentrifugalkraft ausgesetzt, so dass der Stator eine geringere Streckgrenze als die des Rotors aufweisen kann.
  • Vorteilhaft ist es, dass die Streckgrenze und die magnetischen Eigenschaften der weichmagnetischen Legierung gemäß der Erfindung durch Tempern der Teile für den Rotor und für den Stator bei unterschiedlichen Tempertemperaturen so angepasst werden können, dass die gleiche Zusammensetzung sowohl für den Rotor als auch für den Stator einer elektrischen Maschine verwendet werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die obere Grenze des Kohlenstoffgehalts vermindert auf 0,003 Gewichtsprozent, so dass die weichmagnetische Legierung einen Kohlenstoffgehalt von 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,003 Gewichtsprozent aufweist. In weiteren Ausführungsformen enthält die weichmagnetische Legierung Kohlenstoff im Bereich von 0 Gewichtsprozent < C ≤ 0,005 Gewichtsprozent oder 0 Gewichtsprozent < C ≤ 0,003 Gewichtsprozent. Das Vermindern des Kohlenstoffgehalts kann für ein Verbessern der magnetischen Eigenschaften vorteilhaft sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform enthält die weichmagnetische Legierung Nickel in einem Bereich von 0 Gewichtsprozent < Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent.
  • Wie oben erörtert, sind Mangan und Silizium optional. In einigen Ausführungsformen enthält die weichmagnetische Legierung Mangan und/oder Silizium innerhalb eines Bereichs von 0 Gewichtsprozent < Mn ≤ 0,07 Gewichtsprozent und/oder 0 Gewichtsprozent < Si ≤ 0,05 Gewichtsprozent.
  • In einer Ausführungsform umfasst die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung) zwischen 200 MPa und 450 MPa in einem getemperten Zustand. Die Streckgrenze kann wie gewünscht durch Anpassung der Temperbedingungen angepasst werden, insbesondere durch Auswahl einer geeigneten Tempertemperatur.
  • Die weichmagnetischen Legierungen, die eine Zusammensetzung innerhalb der Bereiche, die oben gegeben wurden, aufweisen, zeigen eine lineare Abhängigkeit der Streckgrenze von der Tempertemperatur. Diese Eigenschaft wird nicht von den kommerziell verfügbaren 49%Co/49%Fe/2%V Legierungen mit Zusätzen von etwa 0,05 Nb und 100 ppm C wie das HIPERCO 50 gezeigt. Auf diese kommerziell verfügbaren Legierungen wird als Referenzlegierungen in dem Folgenden Bezug genommen.
  • In einer Ausführungsform umfasst die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung), die eine lineare Funktion der Tempertemperaturen über einen Tempertemperaturbereich von 740°C bis 865°C oder 730°C bis 900°C ist.
  • In einer Ausführungsform weist die weichmagnetische Legierung in einem getemperten Zustand eine Streckgrenze (0,2% Dehnung) auf, die innerhalb ±10% einer linearen Funktion der Streckgrenze (0,2% Dehnung) in Bezug auf die Tempertemperatur liegt, die für die weichmagnetische Legierung gehalten wird.
  • In einem getemperten Zustand kann die weichmagnetische Legierung einen Widerstand von mindestens 0,4 μΩm und/oder eine Induktion B(8 A/m) von mindestens 2,12 T umfassen.
  • Wie oben erörtert, umfasst die weichmagnetische Legierung eine Kombination von mechanischer Festigkeit und weichmagnetischen Eigenschaften, die geeignet sind für weichmagnetische Teile einer rotierenden elektrischen Maschine. In einer Ausführungsform wird die weichmagnetische Legierung derart getempert, dass sie in dem getemperten Zustand eine Induktion B(8 A/m) von mindestens 2,12 T und eine Streckgrenze von mindestens 370 MPa hat. Diese Kombination von Eigenschaften ist für einen Rotor einer elektrischen Maschine geeignet.
  • In einer speziellen Ausführungsform weist die weichmagnetische Legierung nach einem Tempern bei einer Temperatur im Bereich von 720°C bis 900°C eine Streckgrenze im Bereich von 200 MPa bis 450 MPa und eine Leistungsverlustdichte bei 2 T und 400 Hz von weniger als 90 W/kg auf. In weiteren Ausführungsformen ist die Leistungsverlustdichte bei 2 T und 400 Hz für eine Tempertemperatur von 720°C weniger als 90 W/kg und für eine Tempertemperatur von 880°C ist sie weniger als 65 W/kg.
  • Ein Stator für einen elektrischen Motor und ein Rotor für einen elektrischen Motor, die eine weichmagnetische Legierung gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, werden auch bereitgestellt. Ein elektrischer Motor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, die jeder eine weichmagnetische Legierung umfasst, die eine Zusammensetzung gemäß einer der vorher beschriebenen Ausführungsformen aufweist, wird ebenfalls bereitgestellt. Der Rotor und der Stator können die gleiche Zusammensetzung aufweisen, aber unterschiedliche mechanische Eigenschaften und magnetische Eigenschaften. Dieses kann durch Tempern des Rotors oder von Teilen, die den Rotor formen, unter unterschiedlichen Temperbedingungen verglichen mit dem Stator oder Teilen des Stators vorgesehen werden.
  • Der Rotor und/oder der Stator können eine Vielzahl von Platten oder Schichten aufweisen, die mit einander gestapelt sind, um ein Laminat zu bilden.
  • Die elektrische Maschine kann ein Motor, ein Generator, ein Wechselstromgenerator oder ein Transformator sein.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Legierung wird bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Bereitstellen einer Schmelze, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Fe besteht. Diese Schmelze wird gekühlt und erstarrt, um einen Rohling zu bilden. Der Rohling wird heiß gewalzt, von einer Temperatur über 730°C aus abgeschreckt und danach kalt gewalzt. Nachfolgend wird mindestens ein Abschnitt des Rohlings bei einer Temperatur im Bereich von 730°C bis 880°C getempert.
  • Nach dem Kaltwalzen, kann der Rohling die Form einer Platte oder eines Bandes aufweisen. Teile des Rohlings können durch Stanzen oder Trennen zum Beispiel entfernt werden, und das Stück oder die Stücke können bei einer geeigneten ausgewählten Temperatur getempert werden, um die gewünschten mechanischen und magnetischen Eigenschaften zu erhalten.
  • In weiteren Ausführungsformen ist mindestens ein Abschnitt des Rohlings bei einer Temperatur im Bereich von 740°C bis 865°C oder in einem Bereich von 730°C bis 790°C oder in einem Bereich von 800°C bis 880°C getempert. Der höhere Temperaturbereich von 800°C bis 880° kann verwendet werden, wenn ein Stator aus einer weichmagnetischen Legierung hergestellt wird, und der niedrigere Temperaturbereich von 730°C bis 790°C kann verwendet werden, wenn ein Rotor von der weichmagnetischen Legierung hergestellt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird eine Dickenreduktion des Rohlings von etwa 90% durch das Heißwalzen des Rohlings hergestellt. Diese Dickenreduzierung kann gewählt werden, um die gewünschte Dickenreduktion in dem nachfolgenden Kaltwalzschritt auszuwählen und die Stärke der Deformation auszuwählen, die auf die weichmagnetische Legierung während des Kaltwalzens ausgeübt wird.
  • Der Rohling kann bei einer Temperatur in dem Bereich von 1100°C bis 1300°C heiß gewalzt werden. Nach dem Heißwalzen kann der Rohling auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Nach der Heißwalzung kann der Streifen von einer Temperatur über 730°C auf Raumtemperatur oder unter Raumtemperatur abgeschreckt werden. Das kann ausgeführt werden, während der Streifen von der Heißwalztemperatur abgekühlt wird. Alternativ kann der Streifen auf Raumtemperatur abgekühlt und danach auf eine Temperatur über 730°C wieder erhitzt werden und auf Raumtemperatur oder unter Raumtemperatur abgeschreckt werden.
  • Nach dem Heißwalzen und vor dem Kaltwalzen kann der Rohling gereinigt werden, zum Beispiel abgebeizt und/oder mechanisch bearbeitet, zum Beispiel durch Sandstrahlen, um die Oberfläche zu säubern. Diese verbesserte Oberflächengüte des Rohlings nach dem Kaltwalzen kann auch ein Verbessern der magnetischen Eigenschaften der Legierung nach dem Tempern unterstützen.
  • In einer Ausführungsform wird eine Dickenreduktion in dem Rohling von 90% durch Kaltwalzen des Rohlings erzeugt. Nach dem Kaltwalzen liegt die Dicke des Rohlings in einem Bereich von 0,3 mm bis 9,4 mm. Diese Dicke ist geeignet, um laminierte Gegenstände wie laminierte Rotoren und laminierte Statoren für elektrische Maschinen zu erzeugen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugteils wird ebenfalls bereitgestellt, das ein Durchführen des Verfahrens gemäß einer der vorher beschriebenen Ausführungsformen und ein Trennen eines Teils des Rohlings, um ein Halbzeugteil zu bilden, umfasst.
  • Ein laminierter Gegenstand kann durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Halbzeugteilen, die eine weichmagnetische Legierung gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst, gebildet werden.
  • Ein Rotor für einen elektrischen Motor kann durch Tempern der weichmagnetischen Legierung oder des laminierten Gegenstands gemäß einer der vorher beschriebenen Ausführungsformen bei einer Temperatur von 730°C bis 790°C bereitgestellt werden.
  • Ein Stator für einen elektrischen Motor kann durch Tempern der weichmagnetischen Legierung oder des laminierten Gegenstands gemäß einer der vorher beschriebenen Ausführungsformen bei einer Temperatur von 800°C bis 880°C bereitgestellt werden.
  • Spezifische Beispiele und Ausführungsformen werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen und Tabellen beschrieben.
  • 1 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit des Nb-Gehalts für Probenlegierungen mit max. 50 ppm Kohlenstoff.
  • 2 zeigt einen Graphen eines Bereichs einer Streckgrenze in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt für Probenlegierungen mit max. 50 ppm Kohlenstoff.
  • 3 zeigt einen Graphen der Koerzitiv-Feldstärke in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt für Probenlegierungen mit max. 50 ppm Kohlenstoff.
  • 4 zeigt einen Graphen der Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt für Probenlegierungen mit max. 50 ppm Kohlenstoff.
  • 5 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt für Probenlegierungen mit max. 50 ppm Kohlenstoff.
  • 6 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb.
  • 7 zeigt einen Graphen eines Bereichs der Streckgrenze in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb.
  • 8 zeigt einen Graphen der Koerzitiv-Feldstärke in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb.
  • 9 zeigt einen Graphen der Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb.
  • 10 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb.
  • 11 zeigt einen Graphen der Koerzitiv-Feldstärke in Abhängigkeit von der Streckgrenze für (a) eine Problegierung mit 0,09–0,11% Nb und max. 50 ppm Kohlenstoff, (b) eine Probelegierung mit 0,04–0,06% Nb und 100–110 ppm Kohlenstoff (ein HIPERCO-50-ähnliche Zusammensetzung), (c) VACODUR 50 Vergleichsdaten, (d) HIPERCO 50 Vergleichsdaten.
  • 12 zeigt einen Graphen der Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit der Streckgrenze für (a) eine Probelegierung mit 0,09–0,11% Nb und max. 50 ppm Kohlenstoff, (b) 0,04–0,06% Nb und 100–110 ppm Kohlenstoff (eine HIPERCO-50-ähnliche Zusammensetzung), (c) VACODUR 50 Vergleichsdaten, (d) HIPERCO 50 Vergleichsdaten.
  • 13 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 50 Hz in Abhängigkeit der Streckgrenze für (a) eine Probelegierung mit 0,09–0,11% Nb, max. 50 ppm Kohlenstoff, und (b) eine Probelegierung mit 0,04–0,06% Nb, 100–110 ppm Kohlenstoff (eine HIPERCO-50-ähnliche Zusammensetzung).
  • 14 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit der Streckgrenze für (a) eine Probelegierung mit 0,09–0,11% Nb, max. 50 ppm Kohlenstoff, (b) eine Probelegierung mit 0,04–0,06% Nb, 100–110 ppm Kohlenstoff (eine HIPERCO-50-ähnliche Zusammensetzung), (c) VACODUR 50 Vergleichsdaten, (d) HIPERCO 50 Vergleichsdaten.
  • 15 zeigt optische Mikrographen für eine Probelegierung gemäß der Erfindung und eine HIPERCO-50-ähnliche Probelegierung nach Tempern bei 4 h und 850°C.
  • 16 zeigt einen Graphen von t Sauerstoffgehalt als eine Funktion des Kohlenstoffgehalts für drei Probenlegierungen.
  • 17 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit von der Tempertemperatur.
  • 18 zeigt einen SEM Mikrograph einer Vergleichsprobe.
  • 19 zeigt einen SEM Mikrograph einer Vergleichsprobe.
  • 20 zeigt einen SEM Mikrograph einer Probenlegierung gemäß der Erfindung.
  • 21 zeigt einen SEM Mikrograph einer Vergleichsprobe.
  • Tabelle 1 zeigt Vergleichsdaten für HIPERCO 50 und VACODUR 50.
  • Tabelle 2 zeigt magnetische und mechanische Eigenschaften der Vergleichslegierungen der Tabelle 1 nach unterschiedlichen Temperbehandlungen.
  • Tabelle 3 zeigt Zusammensetzungen, magnetische und mechanische Eigenschaften der Probenlegierungen, die untersucht wurden.
  • Tabelle 4 zeigt die Zusammensetzungen der Legierungen, die in der Ausführungsform, die in 18 gezeigt wird, verwendet wurden.
  • Tabelle 5 zeigt Werte der Streckgrenze, die in dem Graphen der 18 gezeigt sind.
  • Eine weichmagnetische Legierung wird bereitgestellt, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Eisen besteht.
  • Die Legierung kann durch Bereitstellen einer Schmelze, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Fe besteht, durch Kühlung und Erstarrung der Schmelze und Bildung eines Rohlings hergestellt werden. Der Rohling wird dann, zum Beispiel bei 1200°C, heiß gewalzt, gekühlt und von einer Temperatur über 730°C aus auf Raumtemperatur abgeschreckt. Der Rohling wird dann bei Raumtemperatur zum Beispiel auf eine Enddicke 0,35 mm kalt gewalzt. Nachfolgend wird mindestens ein Abschnitt des Rohlings bei einer Temperatur im Bereich von 730°C bis 880°C getempert, um ein Halbzeug zu bilden.
  • Die Tempertemperatur wird so gewählt, dass sie zwischen der Rekristallisations-Temperatur von etwa 720°C und der Phasentransformation bei etwa 885°C von der Alpha-, α, Phase zu der Gamma-, γ, Phase, liegt. Die Tempertemperatur wird innerhalb dieses Bereichs so gewählt, dass das Halbzeug die gewünschten mechanischen Eigenschaften, insbesondere die gewünschte Streckgrenze (0,2% Dehnung), Rp0,2, in Kombination mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften, insbesondere Verlusten, hat.
  • Es wurde beobachtet, dass eine Kombination eines Niobgehalts in dem Bereich von 0,08 bis 0,12 Gewichtsprozent und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,005 Gewichtsprozent, oder vorzugsweise von weniger als 0,003 Gewichtsprozent, eine weichmagnetische Legierung mit einer Streckgrenze bereitstellt, die wie gewünscht über einen Bereich von 200 MPa bis 450 MPa durch geeignete Wahl der Tempertemperatur angepasst werden kann. Gleichzeitig können gute weichmagnetische Eigenschaften insbesondere mit geringen Verlusten erhalten werden, die für weichmagnetische Teile von rotierenden elektrischen Maschinen geeignet sind.
  • Die Streckgrenze der weichmagnetischen Legierungen, die einen Niobgehalt innerhalb des Bereichs von 0,08 bis 0,12 Gewichtsprozent und einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,005 Gewichtsprozent, oder vorzugsweise weniger als 0,003 Gewichtsprozent, aufweisen, können über einem weiteren Bereich angepasst werden, als der erreichbare Bereich mit den Vergleichszusammensetzungen der Referenzlegierungen.
  • In einer weiteren Ausführungsform hängt die Streckgrenze linear von der Tempertemperatur ab. Dieses Verhalten wird nicht von den Vergleichszusammensetzungen der Referenzlegierungen gezeigt.
  • Auf vorteilhafte Weise können die Streckgrenze und die magnetischen Eigenschaften so angepasst werden, dass die gleiche Zusammensetzung durch Tempern der Teile für den Rotor und für den Stator bei unterschiedlichen Tempertemperaturen sowohl für den Rotor als auch für den Stator einer elektrischen Maschine verwendet werden kann. Zum Beispiel können Teile für einen Rotor bei 750°C getempert werden und weisen eine höhere Streckgrenze auf als die Teile für den Stator, die bei 870°C getempert werden. Dieses Beispiel des Stators weist deutlich bessere magnetische Eigenschaften auf als die des Rotors.
  • In einem ersten Satz von Ausführungsformen wurde eine Vielzahl von weichmagnetischen Legierungen mit einem Kohlenstoffgehalt von maximal 50 ppm und unterschiedlichen Niobgehalten hergestellt.
  • 1 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit des Nb-Gehalts für Probenlegierungen mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 50 ppm, die bei fünf unterschiedlichen Temperaturen getempert wurden, 750°C, 780°C, 820°C, 850°C und 871°C. Die Streckgrenze ist am höchsten für Legierungen, die bei einer niedrigeren Temperatur getempert werden und verringern sich mit steigender Temperatur. Es gibt ein generelles Ansteigen in der Streckgrenze, das für ein Ansteigen des Niobgehalts gemessen wird.
  • 2 zeigt einen Graphen eines Bereichs einer Streckgrenze, die durch Variieren der Tempertemperatur in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt für die Proben der 1 erreichbar ist. Der Unterschied in der Streckgrenze 126 MPa und 166 MPa, die durch geeignete Auswahl der Tempertemperaturbereiche erreichbar ist und ein wenig geringer für Niobgehalte ist, die größer als etwa 0,2 Gewichtsprozent sind.
  • Die magnetischen Eigenschaften dieser Probenlegierungen werden in den 3 bis 5 gezeigt.
  • 3 zeigt einen Graphen der Koerzitivfeldstärke in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt, 4 zeigt einen Graphen der Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt und 5 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit von dem Nb-Gehalt der Proben, die in den 1 und 2 gezeigt werden.
  • 3 zeigt, dass die Koerzitivfeldstärke mit wachsendem Niobgehalt ansteigt. Bis zu einem Niobgehalt von 0,12 Gewichtsprozent ist der Anstieg der Koerzitivfeldstärke nach einer Wärmebehandlung bei 871°C relativ gering. Deshalb kann eine Koerzitivfeldstärke von weniger als 0,4 A/cm mit einem Niobgehalt von etwa 0,1 Gewichtsprozent erreicht werden.
  • Wie in 4 gezeigt, fällt die magnetische Induktion mit wachsendem Niobgehalt bei einer Tempertemperatur von 750°C, welche zu der höchsten Streckgrenze führt, ab. Der Wert der Induktion, die nach einer Behandlung bei 871°C erreicht werden kann, verbleibt jedoch relativ konstant bis zu einem Niobgehalt von etwa 0,1, so dass eine Induktion von mehr als 2,15 T erreicht werden kann mit einem Niobgehalt von 0,13 Gewichtsprozent.
  • 5 zeigt, dass die Verluste mit steigendem Niobgehalt ansteigen. Jedoch sind die Verluste relativ konstant bei Niobgehalten zwischen 0,04 und 0,11 für ein Probentempern bei 871°C.
  • In einem zweiten Satz von Ausführungsformen wird der Effekt des Kohlenstoffgehalts auf die mechanischen und magnetischen Eigenschaften der Legierungen mit einem Niobgehalt in dem Bereich von 0,09 bis 0,11 Gewichtsprozent untersucht.
  • 6 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb und 7 zeigt einen Graphen eines Bereichs der Streckgrenze in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt für diese Probenlegierungen.
  • Die Proben des zweiten Satzes der Ausführungsformen wurden bei fünf unterschiedlichen Temperaturen, 750°C, 780°C, 820°C, 850°C und 871°C, die für den ersten Satz der Ausführungsformen eingesetzt wurden, getempert.
  • 6 zeigt, dass die Streckgrenze der Proben mit steigendem Kohlenstoffgehalt ansteigt und dass für eine Tempertemperatur von 871°C die Streckgrenze von etwa 250 MPa für einen Kohlenstoffgehalt von 30 ppm auf 400 MPa für einen Kohlenstoffgehalt von 180 ppm steigt. Für eine Tempertemperatur von 750°C steigt die Streckgrenze von etwa 400 MPa für 30 ppm Kohlenstoff auf 475 MPa für einen Kohlenstoffgehalt von 180 ppm.
  • 7 zeigt, dass der Bereich über den die Streckgrenze angepasst werden kann für einen gegebenen Kohlenstoffgehalt abfällt mit abfallendem Kohlenstoffgehalt, so dass für die Kohlenstoffgehalte von weniger als etwa 50 ppm die Streckgrenze über einen Bereich von etwa 150 MPa anpassbar ist. Jedoch für höhere Kohlenstoffgehalte von etwa 100 ppm kann die Streckgrenze nur innerhalb eines Bereichs von etwa 120 MPa angepasst werden. Über einem Kohlenstoffgehalt von etwa 100 ppm fällt der Bereich auf weniger als 100 MPa ab.
  • Magnetische Eigenschaften, die für Proben von diesem zweiten Satz der Ausführungsformen gemessen wurden, werden in den 8 bis 10 gezeigt.
  • 8 zeigt einen Graphen der Koerzitivfeldstärke in Abhängigkeit von dem C-Gehalt, 9 zeigt einen Graphen der magnetischen Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit von dem C-Gehalt und 10 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit von dem C-Gehalt für Proben mit einem Niobgehalt von 0,09–0,11 Gewichtsprozent.
  • 8 zeigt, dass die Koerzitivfeldstärke relativ konstant für alle Tempertemperaturen für Kohlenstoffgehalte bis etwa 60 ppm bleibt. 9 zeigt, dass die Induktion relativ konstant für Kohlenstoffgehalte bis zu 130 ppm für Proben, die auf 871°C erhitzt wurden, bleibt. 10 zeigt, dass die Verluste mit steigendem Kohlenstoffgehalt ansteigen.
  • In einem dritten Satz von Ausführungsformen werden die magnetischen Eigenschaften einer Legierung, die 0,09 bis 0,11 Gewichtsprozent und ein Maximum von 50 ppm Kohlenstoff aufweist, mit zwei Referenzproben, die kommerziell unter den Namen VACODUR 50 und HIPERCO 50 verfügbar sind, verglichen. Tabelle 1 zeigt die Vergleichsdaten für die Vergleichsproben. Tabelle 2 zeigt magnetische und mechanische Eigenschaften der Vergleichslegierung HIPERCO 50 der Tabelle 1 und eine Legierung gemäß der Erfindung nach unterschiedlichen Temperbehandlungen.
  • Die magnetischen Eigenschaften werden in den Graphen in Abhängigkeit von der Streckgrenze gezeigt.
  • 11 zeigt einen Graphen der Koerzitivfeldstärke in Abhängigkeit von der Streckgrenze für (a) Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb und max. 50 ppm C, (b) Probenlegierungen mit 0,04–0,06% Nb und 100–110 ppm C (eine HIPERCO-50-artige Legierung), (c) Vergleichsdaten der VACODUR 50, (d) Vergleichsdaten der HIPERCO 50.
  • 11 zeigt, dass die Koerzitivfeldstärke der Legierung gemäß der Erfindung in nahezu dem gesamten Streckgrenzenbereich geringer ist als die der Proben mit einem höheren Kohlenstoffgehalt.
  • 12 zeigt einen Graphen der Induktion B(8 A/cm) in Abhängigkeit der Streckgrenze für (a) Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb und max. 50 ppm C, (b) Probenlegierungen mit 0,04–0,06% Nb und 100–110 ppm C (eine HIPERCO-50-artige Legierung), (c) Vergleichsdaten der VACODUR 50, (d) Vergleichsdaten der HIPERCO 50.
  • 12 zeigt, dass die Legierungen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eine magnetische Induktion von größer als 2,22 T bis zu einer Streckgrenze von etwa 300 MPa aufweisen.
  • 13 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 50 Hz in Abhängigkeit von der Streckgrenze für (a) Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb, max. 50 ppm C, und (b) Probenlegierungen mit 0,04–0,06% Nb, 100–110 ppm C (eine HIPERCO-50-artige Legierung) aufweist.
  • 14 zeigt einen Graphen der Verluste bei 2 T und 400 Hz in Abhängigkeit von der Streckgrenze für (a) Probenlegierungen mit 0,09–0,11% Nb und max. 50 ppm C, (b) Probenlegierungen mit 0,04–0,06% Nb und 100–110 ppm C (HIPERCO-50-artig), (c) Vergleichsdaten der VACODUR 50, (d) Vergleichsdaten der HIPERCO 50.
  • 13 und 14 zeigen Verluste bei 50 Hz und 400 Hz. In beiden Fällen sind die Verluste geringer für die Proben mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt als für die Proben mit einem höheren Kohlenstoffgehalt.
  • Tabelle 3 fasst die Zusammensetzung, Temperbedingungen, magnetischen Eigenschaften und mechanischen Eigenschaften der Probenlegierungen, die hergestellt und untersucht wurden, zusammen.
  • In einem dritten Satz von Ausführungsformen wurde die Entwicklung der Mikrostruktur in einer Legierung gemäß der Erfindung untersucht. Die Probe 93/8603 ist eine Probe gemäß der Erfindung und die Probe 93/8605 hat eine Zusammensetzung ähnlich der kommerziellen HIPERCO 50 Legierung und ist eine Vergleichslegierung.
  • Die mechanischen Eigenschaften, magnetischen Eigenschaften und die gemessene Korngröße dieser zwei Legierungen nach Temperbehandlungen bei unterschiedlichen Temperaturen sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
  • Nach einem Tempern bei 750°C hat die Probe 1 eine hohe Streckgrenze von 474 MPa und eine Koerzitivfeldstärke von 1,9 A/cm, während die HIPERCO-artige Vergleichslegierung eine Streckgrenze von 422 MPa und eine Koerzitivfeldstärke von 1,17 A/cm aufweist. Die Korngröße von 7 bis 10 μm für Probe 1 ist fein und nicht vollständig rekristallisiert, während die HIPERCO-artige Vergleichslegierung vollständig rekristallisiert ist und eine etwas größere Korngröße aufweist.
  • Für eine höheren Tempertemperatur als 750°C sind beide Legierungen vollständig rekristallisiert und die mechanischen und magnetischen Eigenschaften der beiden Proben sind ähnlich.
  • Nach Tempern bei 820°C weist Probe 1 eine niedrigere Streckgrenze auf, aber bessere magnetische Werte als die HIPERCO-ähnliche Vergleichsprobe.
  • Bei einer Tempertemperatur von 850°C sind die mechanischen und magnetischen Eigenschaften von beiden Proben ähnlich.
  • 15 zeigt optische Mikrographen einer Probenlegierung gemäß der Erfindung und einer Referenz-(HIPERCO-50-ähnliche)Probenlegierung nach Tempern für 4 h bei 850°C.
  • Probe 1 weist eine relativ homogene Mikrostruktur mit Körnern, die eine mittlere Größe von 27 bis 30 μm haben, auf. Die HIPERCO-artige Vergleichslegierung weist einige isolierte riesige Körner auf und eine inhomogenere Mikrostruktur wird beobachtet. Wenn die großen Körner unbeachtet bleiben, ergibt sich eine mittlere Korngröße von etwa 18 bis 22 μm.
  • In einem vierten Satz von Ausführungsformen wurde ein möglicher Effekt des Kohlenstoffgehalts auf den Sauerstoffgehalt untersucht.
  • 16 zeigt einen Graphen des Sauerstoffgehalts als eine Funktion des Kohlenstoffgehalts für die Probenlegierungen 93/8285–8288, 93/8485–8491, 93/8598–8600. 16 zeigt, dass der Sauerstoffgehalt dazu tendiert, bei geringeren Kohlenstoffgehalten zu steigen, was zu der Bildung von Oxideinschlüssen in der Legierung führen kann.
  • Um einen leichten Deoxidationseffekt zu erreichen, wurden in einigen Legierungen 0,05 Gewichtsprozent Mangan und 0,05 Gewichtsprozent Silizium hinzugefügt. Wenn jedoch diese Elemente weggelassen werden, wurde eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts nicht beobachtet. Jedoch wurde kein nachteiliger Effekt für die magnetischen Eigenschaften beobachtet.
  • In einem fünften Satz von Ausführungsformen wurde der Effekt der Streckgrenze als eine Funktion der Temperatur für eine Probe, die eine Zusammensetzung gemäß der Erfindung hat, und für eine Vergleichs-HIPERCO-artige Probe untersucht.
  • 17 zeigt einen Graphen der Streckgrenze in Abhängigkeit von der Tempertemperatur. 17 zeigt, dass für die Probe gemäß der Erfindung die Beziehung zwischen der Streckgrenze und der Tempertemperatur im Allgemeinen linear ist, während für die Vergleichs-HIPERCO-artige Probe ein steiler Abfall in der Streckgrenze zwischen 780°C und 820°C auftritt.
  • Die lineare Form des Abfalls der Streckgrenze mit wachsender Temperatur ist vorteilhaft, da die Tempertemperatur innerhalb des Ofens während der Herstellung der Halbzeugteile mehr zu voraussagbaren Ergebnissen als zu unvoraussagbaren Ergebnissen führt. Daher können Variationen in der Temperatur kompensiert werden.
  • Tabelle 4 zeigt die Zusammensetzungen der Legierungen, die in der Ausführungsform, die in 17 gezeigt wird, verwendet wurden und Tabelle 5 zeigt Werte der Streckgrenze, die in dem Graphen der 18 gezeigt sind.
  • 18 zeigt einen SEM (Scanning Electron Microscopy) Mikrographen einer ersten Vergleichsprobe mit 0,26 Gewichtsprozent Niob und 31 ppm Kohlenstoff. Die Probe wurde bei 750°C für 3 Stunden getempert. Diese Vergleichsprobe schließt hauptsächlich Laves-Phasen ein, die in dem Mikrographen zu sehen sind als helle und vergleichsweise große Einschlüsse, die eine Größe größer als etwa 50 nm aufweisen.
  • 19 zeigt einen SEM Mikrographen einer zweiten Vergleichsprobe mit einem niedrigeren Niobgehalt von 0,1 Gewichtsprozent und einem höheren Kohlenstoffgehalt von 190 ppm. Diese Probe wurde auch bei 750°C für 3 Stunden getempert. Im Gegensatz zu der ersten Vergleichsprobe schließt die zweite Vergleichsprobe hauptsächlich Karbide ein, wie es durch die viel kleineren helleren Einschlüsse gezeigt wird. Diese Einschlüsse unterscheiden sich von den Laves-Phasen-Einschlüssen durch ihre kleinere Größe von weniger als 50 nm.
  • 20 zeigt einen SEM Mikrographen einer Legierung gemäß der Erfindung mit einem Niobgehalt von 0,11 Gewichtsprozent und einem Kohlenstoffgehalt von 23 ppm. Diese Probe wurde auch bei 750°C für 3 Stunden getempert. Die Legierung schließt hauptsächlich Laves-Phasen ein, wie sie durch die hellen Einschlüsse innerhalb der Körner gezeigt werden.
  • 21 zeigt einen SEM Mikrographen einer dritten Vergleichslegierung mit einem niedrigeren Niobgehalt von 0,06 Gewichtsprozent und einem höheren Kohlenstoffgehalt von 100 ppm, die bei 750°C für 3 Stunden getempert wurde. Diese Vergleichslegierung schließt hauptsächlich Karbid-Phasen ein, wie durch die kleineren hellen Einschlüsse gezeigt werden.
  • Material T °C t h Hc A/cm B(8 A/cm) T PFe(2 T; 400 Hz) W/kg Rp0,2 MPa
    Hiperco 50 750 3 1,13 2,126 86 429
    788 3 1,02 2,150 85 411
    820 4 0,93 2,150 80 387
    871 2 0,46 2,197 67 188
    VACODUR 50 750 3 1,628 2,050 90 468
    820 3 0,998 2,108 75 383
    Tabelle 1
    93/8603: „VACODUR 49” 0,11% Nb, 23 ppm C 93/8605: wie „Hiperco 50” 0,06% Nb, 100 ppm C
    Tempern Rp0,2 MPa Hc A/cm B(3 A/cm) T Korngröße μm Rp0,2 MPa Hc A/cm B(3 A/cm) T Grain size μm
    2 h 730°C 474 1,90 1,520 7–10 422 1,17 1,935 9–12
    3 h 750°C 417 1,19 1,935 8–16 410 1,02 1,989 10–12,5
    4 h 820°C 318 0,66 2,018 - 366 0,71 1,973 -
    4 h 850°C 273 0,54 2,025 27–30 282 0,61 2,024 18–22
    Tabelle 2
    Figure 00260001
    Charge 37602391-1 Hiperco 50 Fe Rest Rest Co 48,55 43,55 V 1,80 1,87 Nb 0,09 0,05 C < 0,0030 0,0070
    Tabelle 4
    Charge d/mm T/°C Rp0,2/MPa
    37602391-1 0,35 740 780 820 865 392 337 294 247
    Hiperco 50 0,35 740 780 820 865 442 415 236 242
    Tabelle 5
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5501747 [0002]

Claims (35)

  1. Eine weichmagnetische Legierung, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,007 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Fe besteht.
  2. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, aufweisend einen Kohlenstoffgehalt von 0 Gewichtsprozent ≤ C < 0,005 Gewichtsprozent.
  3. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, aufweisend einen Kohlenstoffgehalt von 0 Gewichtsprozent < C ≤ 0,005 Gewichtsprozent.
  4. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 3, aufweisend einen Kohlenstoffgehalt von 0 Gewichtsprozent < C < 0,003 Gewichtsprozent.
  5. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Nickelgehalt von 0 Gewichtsprozent < Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent.
  6. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Mangangehalt von 0 Gewichtsprozent < Mn ≤ 0,07 Gewichtsprozent.
  7. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Siliziumgehalt von 0 Gewichtsprozent < Si ≤ 0,07 Gewichtsprozent.
  8. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung) zwischen 200 MPa und 450 MPa in einem getemperten Zustand aufweist.
  9. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem getemperten Zustand die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung), die zwischen ±10% einer linearen Funktion der Streckgrenze (0,2% Dehnung) in Bezug auf die Tempertemperatur liegt.
  10. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung) aufweist, die eine lineare Funktion der Tempertemperatur über einen Tempertemperaturbereich von 740°C bis 865°C ist.
  11. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 10, wobei die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze (0,2% Dehnung) aufweist, die eine lineare Funktion der Tempertemperatur über einen Tempertemperaturbereich von 730°C bis 900°C ist.
  12. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung einen Widerstand von mindestens 0,4 μΩm aufweist.
  13. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung eine Induktion B(8 A/m) von mindestens 2,12 T aufweist.
  14. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung eine Induktion B(8 A/m) von mindestens 2,12 T und eine Streckgrenze von mindestens 370 MPa aufweist.
  15. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem Tempern bei einer Temperatur im Bereich von 720°C bis 900°C die weichmagnetische Legierung eine Streckgrenze in dem Bereich von 200 MPa bis 450 MPa und eine Leistungsverlustdichte bei 2 T und 400 Hz von weniger als 90 W/kg aufweist.
  16. Weichmagnetische Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weichmagnetische Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die derart ausgewählt ist, dass die Streckgrenze der weichmagnetischen Legierung über einen Bereich von mindestens 130 MPa anpassbar ist, nachdem sie bei 750°C oder bei 871°C getempert wurde.
  17. Ein Stator für einen elektrischen Motor, der die weichmagnetische Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist.
  18. Ein Rotor für einen elektrischen Motor, der die weichmagnetische Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist.
  19. Ein elektrischer Motor, der den Stator nach Anspruch 17 und den Rotor nach Anspruch 18 aufweist.
  20. Ein Verfahren zur Herstellung einer weichmagnetischen Legierung umfasst: – Bereitstellen einer Schmelze, die im Wesentlichen aus 47 Gewichtsprozent ≤ Co ≤ 50 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent ≤ V ≤ 3 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Ni ≤ 0,2 Gewichtsprozent, 0,08 Gewichtsprozent ≤ Nb ≤ 0,12 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ C ≤ 0,005 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Mn ≤ 0,1 Gewichtsprozent, 0 Gewichtsprozent ≤ Si ≤ 0,1 Gewichtsprozent, Rest Fe besteht, – Kühlen und Erstarren der Schmelze unter Bilden eines Rohlings, – Heißwalzen des Rohlings gefolgt durch – Kaltwalzen des Rohlings, und nachfolgend – Tempern zumindest eines Teils des Rohlings bei einer Temperatur in dem Bereich von 730°C bis 880°C.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei mindestens ein Teil des Rohlings bei einer Temperatur im Bereich von 740°C bis 865°C getempert wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei mindestens ein Abschnitt des Rohlings bei einer Temperatur in dem Bereich von 730°C bis 790°C oder in dem Bereich von 800°C bis 880°C getempert wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei eine Dickenreduktion in dem Rohling von 90% durch Heißwalzen des Rohlings erzeugt wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei der Rohling bei einer Temperatur in einem Bereich von 1100°C bis 1300°C heiß gewalzt wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei nach dem Heißwalzen der Rohling auf eine Temperatur über 730°C gekühlt wird und dann auf Raumtemperatur abgeschreckt wird oder der Rohling gekühlt wird und erneut erwärmt wird auf eine Temperatur über 730°C und dann auf Raumtemperatur abgeschreckt wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, weiterhin ein Abbeizen des Rohlings vor dem Kaltwalzen aufweisend.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei eine Dickenreduktion in dem Rohling auf 90% durch das Kaltwalzen des Rohlings hergestellt wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei nach dem Kaltwalzen die Dicke des Rohlings in dem Bereich von 0,3 mm bis 0,4 mm liegt.
  29. Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugteils, das das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 28 aufweist und ein Trennen eines Teils des Rohlings, um ein Haltzeugteils herzustellen, umfasst.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, das weiterhin ein Zusammenbauen einer Vielzahl von Halbzeugteilen, die durch das Verfahren nach Anspruch 28 hergestellt wurden, und Formen eines laminierten weichmagnetischen Gegenstandes aufweist.
  31. Ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Elektromotor, der die weichmagnetische Legierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 und ein Tempern bei einer Temperatur von 730 bis 790°C aufweist.
  32. Ein Verfahren eines Stators für einen Elektromotor, der ein Bereitstellen der weichmagnetischen Legierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 und ein Tempern bei einer Temperatur von 800°C bis 880°C aufweist.
  33. Eine weichmagnetische Legierung, die im Wesentlichen wie hierin beschrieben mit Bezug auf die Ausführungsformen ist.
  34. Ein Verfahren zum Herstellen einer weichmagnetischen Legierung, das im Wesentlichen wie hierin beschrieben mit Bezug auf die Ausführungsformen ist.
  35. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbzeugs von einer Kobalt-Eisen-Vanadium basierenden Legierung, das im Wesentlichen wie hierin beschrieben ist.
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