RU2009257C1

RU2009257C1 - Amorphous magnetically soft iron-base alloy

Info

Publication number: RU2009257C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Кейлин; В.Я. Белозеров; Ю.Н. Стародубцев
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Гамма"
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: in order to attain the highest magnetic properties, it is necessary to introduce simultaneously columbium and molybdenum in an iron-base alloy containing copper, silicon, boron, with columbium to columbium and molybdenum content ratio laying in the range of 0.5-0.9. Substitution of iron for 0.05-0.15 parts of cobalt increases the rectangularity coefficient of magnetic hysteresis loop and broadens the areas of alloy application. The alloy contains elements in the proportion as follows (in atomic % ): copper 0.5-2; silicon 12-18; boron 7-12; columbium 2-4; molybdenum 0.2-2; iron - the balance. EFFECT: improved properties of the alloy. 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии. The invention relates to metallurgy.

Известен аморфный сплав на основе железа, содержащий медь, кремний, бор, ниобий и/или молибден, причем последние два элемента вводят отдельно или вместе в количестве 0,001-0,1 от содержания железа. An amorphous iron-based alloy is known that contains copper, silicon, boron, niobium and / or molybdenum, the last two elements being added separately or together in an amount of 0.001-0.1 of the iron content.

Сплав после отжига обладает высокой магнитной проницаемостью и низкими магнитными потерями. The alloy after annealing has a high magnetic permeability and low magnetic loss.

Известен сплав на основе железа, в котором один или несколько элементов из группы ниобий, молибден и другие вводят в количестве 0,1-30 ат. % . В эти сплавы предлагается также вводить многочисленные другие добавки, которые не являются обязательными, так как одна из границ интервала их содержания равна нулю. An alloy based on iron is known in which one or more elements from the group of niobium, molybdenum and others are introduced in an amount of 0.1-30 at. % It is also proposed to introduce numerous other additives into these alloys, which are not obligatory, since one of the boundaries of the interval of their content is equal to zero.

Наиболее близкими признаками обладает сплав, выбранный в качестве прототипа, имеющий формулу (Fе_1-аМ_а)_100-х-y-z-b Сu_хSi_yВ_zR_b, где М -Со и/или Ni, R - по крайней мере один элемент из группы Nb, W, Та, Zr, Нf, Тi, Мо. Численные значения индексов находятся в интервалах а= 0-0,5, х= 0,1-3, y= 0-30, z= 0-30, (y+z)= 5-30, b= 0,1-30. Из формулы следует, что в этот сплав обязательно входит железо, медь, кремний и/или бор, а также ниобий (один или совместно с молибденом или другими элементами из приведенной группы).The closest features are possessed by the alloy selected as a prototype, having the formula (Fe _1-a M _a ) _100-x-yzb Cu _x Si _y B _z R _b , where M -Co and / or Ni, R is at least one an element from the group Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti, Mo. The numerical values of the indices are in the ranges a = 0-0.5, x = 0.1-3, y = 0-30, z = 0-30, (y + z) = 5-30, b = 0.1- thirty. From the formula it follows that this alloy necessarily includes iron, copper, silicon and / or boron, as well as niobium (alone or together with molybdenum or other elements from the above group).

Исследования показали, что для достижения наиболее высоких магнитных свойств в сплав на основе железа, содержащий медь, кpемний, бор, необходимо вводить одновременно ниобий и молибден, причем их отношение должно находиться в интервале 0,5-0,9. Использование полученной закономерности позволит получать в промышленности магнитомягкий аморфный сплав на основе железа с более высокими магнитными свойствами. Studies have shown that to achieve the highest magnetic properties in an alloy based on iron containing copper, silicon, boron, it is necessary to introduce niobium and molybdenum at the same time, and their ratio should be in the range of 0.5-0.9. The use of the obtained regularity will make it possible to obtain in industry a soft magnetic amorphous alloy based on iron with higher magnetic properties.

Рассмотренные сплавы на основе железа недостаточно чувствительны к термомагнитной обработке. После отжига в магнитном поле коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса не превышает 0,85. Введение 0,05-0,15 частей кобальта взамен железа позволяет повысить коэффициент прямоугольности и расширить область применения сплава. The considered iron-based alloys are not sensitive enough to thermomagnetic treatment. After annealing in a magnetic field, the squareness coefficient of the magnetic hysteresis loop does not exceed 0.85. The introduction of 0.05-0.15 parts of cobalt instead of iron can increase the coefficient of rectangularity and expand the scope of the alloy.

П р и м е р 1. В индукционной вакуумной печи выплавляли сплавы, состав которых соответствует формуле Fе_73,5Cu₁(Nb_хМо_1-х)₃ Si_13,5В₉. Разливку расплава производили на установке типа "Сириус". Толщина аморфной ленты составляла 25 ± 3 мкм. В табл. 1 представлены результаты измерения свойств аморфной ленты после отжига 530^оС, 1 ч в вакууме при давлении менее 0,1 Н/м², где х - отношение содержания ниобия к содержанию молибдена, μ_o - магнитная проницаемость в постоянном магнитном поле 0,08 А/м; μ_м - максимальная магнитная проницаемость, Н_с - коэрцитивная сила, Р_0,2/20 - магнитные потери при амплитуде индукции 0,2 Тл и частоте 20 кГц, В₈₀₀ - магнитная индукция в поле 800 А/м, Т_кр - температура кристаллизации, Т_с - температура Кюри. Образцы 3,4,5 находятся в пределах заявляемого сплава. Из табл. 1 следует, что эти образцы имеют наиболее высокие магнитные свойства. Оптимальным является отношение содержания ниобия к молибдену 0,75.PRI me R 1. In an induction vacuum furnace smelted alloys, the composition of which corresponds to the formula Fe _73.5 Cu ₁ (Nb _x Mo _1-x ) ₃ Si _13.5 V ₉ . The melt was cast in a Sirius type plant. The thickness of the amorphous tape was 25 ± 3 μm. In the table. 1 shows the results of measuring the properties of the amorphous ribbon after annealing 530 ^{° C,} 1 hour under vacuum at a pressure of less than 0.1 N / m ² where x - the ratio of niobium to the content of molybdenum, μ _o - magnetic permeability in a static magnetic field of 0.08 A / m; μ _m - maximum magnetic permeability, N _s - coercive force, P _{0.2 / 20} - magnetic losses at an induction amplitude of 0.2 T and a frequency of 20 kHz, V ₈₀₀ - magnetic induction in a field of 800 A / m, T _cr - temperature crystallization, T _with - Curie temperature. Samples 3,4,5 are within the claimed alloy. From the table. 1 it follows that these samples have the highest magnetic properties. The optimal ratio of niobium to molybdenum is 0.75.

П р и м е р 2. В индукционной вакуумной печи выплавляли сплавы, состав которых соответствует формуле (Fе_1-4Со₄)_73,5Сu₁ Nb_2,2Мо_0,8Si_13,5В₉. Разливку расплава производили на установке типа "Сириус". Толщина аморфной ленты составляла 25 ± 3 мкм. В табл. 2 представлены результаты измерения коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса (К_п= В_r/В_s, где В_r - остаточная индукция, В_s - индукция насыщения) аморфной ленты после отжига при 530^оС, 1 ч и охлаждения в продольном магнитном поле. Образцы 7-9 находятся в пределах заявляемого сплава. Из табл. 2 следует, что эти образцы имеют коэффициент прямоугольности более 0,90. Оптимальным является отношение кобальта к железу 0,1. (56) Заявка Японии N 61-288048, кл. С 22 С 38/00, 1986.PRI me R 2. In an induction vacuum furnace melted alloys, the composition of which corresponds to the formula (Fe _1-4 Co ₄ ) _73.5 Cu ₁ Nb _2.2 Mo _0.8 Si _13.5 V ₉ . The melt was cast in a Sirius type plant. The thickness of the amorphous tape was 25 ± 3 μm. In the table. 2 shows the results of measuring the coefficient squareness magnetic hysteresis loops (A _n = B _r / B _s, where B _r - residual induction, B _s - saturation induction) amorphous ribbon annealed at 530 ^{° C,} 1 hour and cooling in a longitudinal magnetic field. Samples 7-9 are within the claimed alloy. From the table. 2 it follows that these samples have a rectangular coefficient of more than 0.90. The optimal ratio of cobalt to iron is 0.1. (56) Japanese Application N 61-288048, cl. C 22 C 38/00, 1986.

Заявка Японии N 62-167851, кл. С 22 С 38/00, 1987. Japanese Application N 62-167851, CL C 22 C 38/00, 1987.

Заявка Японии N 62-196651, кл. С 22 С 38/00, 1987. Japanese Application N 62-196651, cl. C 22 C 38/00, 1987.

Заявка Японии N 64-31922, кл. С 22 С 38/00, 1989. Japanese Application N 64-31922, CL C 22 C 38/00, 1989.

Заявка Японии N 64-139347, кл. С 22 С 38/00, 1989. Japanese Application N 64-139347, CL C 22 C 38/00, 1989.

Патент ЕПВ N 0271657, кл. Н 01 F 1/14, 1987. EPO Patent No. 0271657, CL H 01 F 1/14, 1987.

Патент США N 4881989, кл. С 22 С 38/16, 1988. US patent N 4881989, CL. C 22 C 38/16, 1988.

Заявка Японии N 64-79342, кл. С 22 С 38/00, 1989. Japanese Application N 64-79342, cl. C 22 C 38/00, 1989.

Claims

1. MAGNETIC SOFT AMORPHIC ALLOY ON THE BASIS OF IRON, containing copper, silicon, boron, niobium, molybdenum, characterized in that it contains components in the following ratio, at. %:
Copper 0.5 - 2.0
Silicon 12 - 18
Bor 7 - 12
Niobium 2 - 4
Molybdenum 0.2 - 2.0
Iron Else
moreover, the ratio of niobium to the sum of niobium and molybdenum is 0.5 to 0.9.

2. The alloy according to claim 1, characterized in that it additionally contains cobalt in an amount of 3.2 - 13.3 at. %