SU1478260A1 - Method for producing magnetostrictive materials - Google Patents

Method for producing magnetostrictive materials Download PDF

Info

Publication number
SU1478260A1
SU1478260A1 SU874299764A SU4299764A SU1478260A1 SU 1478260 A1 SU1478260 A1 SU 1478260A1 SU 874299764 A SU874299764 A SU 874299764A SU 4299764 A SU4299764 A SU 4299764A SU 1478260 A1 SU1478260 A1 SU 1478260A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
casting
rare
eutectic
materials
mpa
Prior art date
Application number
SU874299764A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Васильевич Долгих
Галина Николаевна Федюкина
Лариса Николаевна Бабушкина
Original Assignee
Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола filed Critical Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority to SU874299764A priority Critical patent/SU1478260A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1478260A1 publication Critical patent/SU1478260A1/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии, а именно к способам получени  магнитных материалов с высокими значени ми магнитострикции. Предлагаетс  способ изготовлени  материалов на основе интерметаллических соединений железа с редкоземельными элементами типа RFE2. Целью изобретени   вл етс  повышение прочностных характеристик. Предложенный способ отличаетс  от известного тем, что изготавливают отливку состава R1+XFE2-X(X≤0,3 с более высоким содержанием редкоземельного элемента, чем в стехиометрическом составе, перед началом термообработки на поверхности слитка создают тонкий слой из металла М, образующего с редкоземельным элементом эвтектику с более низкой температурой эвтектического превращени , чем исходные компоненты, а режим термообработки подбирают таким образом, чтобы металл М из поверхностного сло  проникал в объем слитка преимущественно за счет диффузии по границам зерен с образованием в межзеренном пространстве упрочн ющей фазы (предположительно, M2R). ЭТО ПОЗВОЛЯЕТ, ИЗМЕНЯЯ ПАРАМЕТР Х И ТОЛЩИНУ СОЗДАВАЕМОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ, ПОЛУЧАТЬ МАТЕРИАЛЫ С ОПТИМАЛЬНЫМ СООТНОШЕНИЕМ МАГНИТОУПРУГИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ, ОБЛАДАЮЩИЕ БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ, ЧЕМ МАТЕРИАЛЫ АНАЛОГИЧНОГО СОСТАВА ТИПА R1+XFE2-X, БЕЗ СУЩЕСТВЕННОГО СНИЖЕНИЯ МАГНИТОУПРУГИХ ПАРАМЕТРОВ. 2 ТАБЛ.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for producing magnetic materials with high magnetostriction values. A method is proposed for manufacturing materials based on intermetallic iron compounds with rare earth elements such as RFE 2 . The aim of the invention is to increase the strength characteristics. The proposed method differs from the well-known fact that a casting of the composition R 1 + X FE 2-X is made (X≤0.3 with a higher content of rare-earth element than in the stoichiometric composition; before starting the heat treatment, a thin layer of metal M is created on the surface of the ingot forming a rare-earth element eutectic with a lower eutectic transformation temperature than the initial components, and the heat treatment mode is selected so that the metal M from the surface layer penetrates into the ingot volume mainly due to diffusion along the grain boundaries to form a grain space strengthening phase (presumably, M 2 R). This enables changing the parameters X and thickness to create a surface layer to obtain materials with optimal MAGNETOELASTIC and mechanical properties, have higher strength than the materials of similar composition TYPE R 1 + X FE 2-X , WITHOUT A SIGNIFICANT REDUCTION OF MAGNETOELASTIC PARAMETERS. 2 TABLE.

Description

1one

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к способам изготовлени  магнитных материалов на основе интерметаллических соединений типа RFe, где R - редкоземельный элемент с высокими магнитомеханическими параметрами .The invention relates to metallurgy, in particular to methods for producing magnetic materials based on intermetallic compounds of the type RFe, where R is a rare-earth element with high magnetomechanical parameters.

Цель изобретени  - повышение прочностных характеристик.The purpose of the invention is to increase the strength characteristics.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Смесь компонентов заданного состава , содержащую редкоземельный элемент R и железо, плав т в электро- дуговой печи с нерасходуемым электродом на медном водоохлаждаемом поде в атмосфере инертного газа, разливают в изложницу заданной формы иA mixture of components of a given composition containing a rare earth element R and iron is melted in an electric arc furnace with a non-consumable electrode on a copper water-cooled hearth in an inert gas atmosphere, poured into a mold of a given shape and

отжигают дл  получени  заданного уровн  свойств.annealed to obtain a given level of properties.

Предложенный способ отличаетс  от известного тем, что готов т исходную смесь компонентов с более высоким содержанием редкоземельного элемента, чем в стехиометрическом составе таким образом, что после выплавки получают отливку состава RHXFe4 x. Перед началом термообработки на поверхности отливки создают тонкий слой из металла М, образующего с редкоземельным элементом эвтектику с более низкой температурой эвтектического перехода, чем в исходной смеси компонентов, а режим термообработки подбирают таким образом , чтобы металл М из поверхностного сло  проникал вглубь материала за счет диффузии по границам зерен, образу  в материале упрочн ющую фазу (предположительно, состава RM2).The proposed method differs from the known one in that the initial mixture of components with a higher content of rare-earth element is prepared than in the stoichiometric composition in such a way that after smelting, a casting of the composition RHXFe4 x is obtained. Before the start of heat treatment, a thin layer of metal M is formed on the surface of the casting, forming a eutectic with a lower-earth element with a lower eutectic transition temperature than in the initial mixture of components, and the heat treatment mode is selected so that the metal M from the surface layer penetrates deep into the material due to diffusion along the grain boundaries, forming a hardening phase in the material (presumably composition RM2).

В результате термообработки получают материал, состо щий из зерен фазы RFeЈ, обладающих высокими маг- нитоупругими параметрами, прочность сцеплени  которых повышена за счет образовани  в межзеренных област х упрочн ющей фазы.As a result of heat treatment, a material consisting of RFeЈ phase grains with high magnetoelastic parameters is obtained, the adhesion strength of which is increased due to the formation of a hardening phase in intergranular regions.

Предложенный способ позвол ет получать высокопрочные материалы с уровнем магнитострикции пор дка 10 .The proposed method allows to obtain high-strength materials with a magnetostriction level of about 10.

Способ опробован при изготовлении материала на основе интерметаллического соединени  TbFe2 с использованием меди в качестве упрочн ющей добавки . Исходную шихту состава Tbu Fei-x (X 0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30) помещают на водо- охлаждаемый медный под камеры электродуговой печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом. Используют изложницу цилиндрической формы, внутреннюю поверхность которой выстилают медной фольгой толщиной 50 мкм таким образом, чтобы она плотно прилегала к поверхности. Инертную атмосферу в печи создают откачкой форвакуум- ным насосом и последовательной трехкратной промывкой аргоном. После двойного электродугового переплава исходной шихты закристаллизованный слиток помещают на изложницу и расплавл ют с помощью электрической дуги дл  разливки в изложницу. При взаимодействии расплава с медной фольгой на поверхности слитка получают тонкий слой меди с образованиеThe method was tested in the manufacture of a material based on the TbFe2 intermetallic compound using copper as a hardening additive. The initial mixture of composition Tbu Fei-x (X 0; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30) is placed on the water-cooled copper under the chambers of an electric arc furnace with a non-consumable tungsten electrode. A cylindrical mold is used, the inner surface of which is lined with copper foil 50 μm thick so that it fits snugly to the surface. The inert atmosphere in the furnace is created by pumping with a forepump pump and sequential rinsing with argon three times. After a double electric arc remelting of the initial charge, the crystallized ingot is placed on a mold and melted using an electric arc for casting into a mold. In the interaction of the melt with copper foil on the surface of the ingot receive a thin layer of copper with the formation

00

5five

00

5five

в приповерхностном слое соединений системы Tb-Fe-Cu.in the near-surface layer of the compounds of the Tb – Fe – Cu system.

Полученные слитки отжигают при 900°С в течение 30 мин.The obtained ingots are annealed at 900 ° C for 30 minutes.

Свойства полученных материалов ( А п - продольна  магнитострикци ; Јt,- остаточна  деформаци  петли маг- нитомеханического гистерезисаJ(fcjk T- механическа  прочность на сжатие $ G polcT - механическа  прочность на раст жение) приведены в табл. 1.The properties of the materials obtained (A p are longitudinal magnetostrictions; Јt, are the residual deformations of the magnetomechanical hysteresis loopJ (fcjk T is the mechanical compressive strength $ G polcT — the mechanical tensile strength) are given in Table 1.

При заданной толщине поверхностного сло  (медь 50 мкм) свойства материала повышаютс  с ростом параметра X. Низкий уровень свойств при малых X обусловлен тем, что при этом мал объем межзеренных областей, обогащенных тербием, что затрудн ет диффузию меди из приповерхностного сло  вглубь материала и образование меж- зеренной упрочн ющей фазы, а образование приповерхностного сло  снижает магнитоупругие характеристики материала .At a given thickness of the surface layer (copper 50 µm), the material properties increase with increasing parameter X. The low level of properties at small X is due to the fact that the volume of intergranular regions enriched in terbium is small, making it difficult for copper to diffuse from the surface layer into the material and form the intergranular strength of the hardening phase, and the formation of the surface layer reduces the magnetoelastic characteristics of the material.

При больших значени х X (0,25-0,3 и более) механическа  прочность не ухудшаетс , но при этом уменьшаетс  объем фазы TbFe2, что приводит к снижению магнитоупругих характеристик.At large values of X (0.25-0.3 and more), the mechanical strength does not deteriorate, but the volume of the TbFe2 phase decreases, which leads to a decrease in the magnetoelastic characteristics.

Таким образом, измен   толщину нанесенного сло  и концентрацию компонентов , можно управл ть соотношением магнитоупругих и механических параметров , оптимизиру  характеристики материалов.Thus, by changing the thickness of the deposited layer and the concentration of the components, it is possible to control the ratio of magnetoelastic and mechanical parameters, optimizing the characteristics of materials.

В табл. 2 сравниваютс  свойства материалов, полученных по предложенному способу, по известному и по способу упрочнени  эвтектикой.In tab. 2 compares the properties of the materials obtained by the proposed method, by the known method and by the eutectic hardening method.

Из табл. 2 видно, что предлагаемый способ позвол ет получать материалы с более высокими механическими характеристиками, при этом в материалах аналогичного состава по содержанию R и Fe упрочнение достигаетс  без существенного снижени  магнитоупругих свойств.From tab. 2, it can be seen that the proposed method allows to obtain materials with higher mechanical characteristics, while in materials of a similar composition in terms of R and Fe, hardening is achieved without a significant decrease in the magnetoelastic properties.

Предлагаемый способ может быть использован при получении материалов дл  магнитострикционных преобразова-г- телей и чувствительных элементов запоминающих датчиков давлени  и ускорени .The proposed method can be used in the preparation of materials for magnetostrictive transducers and sensitive elements of memory pressure and acceleration sensors.

00

5five

00

5five

00

55 формула изобретени 55 claims

Способ получени  магнитострикционных материалов на основе интерметаллических соединений железа с редкоземельными элементами типа RFez, включающий сплавление исходной смеси компонентов в атмосфере инертного газа, разливку сплава в изложницуThe method of obtaining magnetostrictive materials based on intermetallic compounds of iron with rare earth elements like RFez, including fusing the initial mixture of components in an inert gas atmosphere, casting the alloy into a mold

и последующий отжиг отливки, отличающий с   тем, что, с целью повышени  прочностных характеристик,and subsequent annealing of the casting, characterized in that, in order to increase the strength characteristics,

8260«8260

земельного элемента стехиометрическо- го состава, на поверхности отливки создают тонкий слой металла М, образующего с редкоземельным элементом эвтектику при температуре ниже, чем в исходной смеси компонентов, а отжиг провод т при температуре выше температуры эвтектического переходаa stoichiometric composition of the land element; on the surface of the casting, a thin layer of metal M is formed, which forms a eutectic with a rare-earth element at a temperature lower than in the initial mixture of components, and annealing is performed at a temperature higher than the eutectic transition temperature

отливку получают с содержанием редко- системы Д-М.the casting is obtained with the content of rarely D-M systems.

Приме чание,Note

А,, - продольна  магнитострикци , обусловленна  процессами смещени  доменных границ при Н - « 1600 кА/м; Јh - остаточна  деформаци  ММГ (при (Усжвт 80 МПа); раст - прочность на разрыв (до разрушени ); - прочность на сжатие (до разрушени ). Все приведенные числовые значени  параметров получены усреднением по трем образцам. A ,, is the longitudinal magnetostriction caused by the displacement of the domain boundaries at H = -1600 kA / m; Јh - residual deformation of MMG (at (Aczhvt 80 MPa); rast - tensile strength (before failure); - compressive strength (before destruction). All given numerical values of the parameters were obtained by averaging over three samples.

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения магнитострикционных материалов на основе интер5 металлических соединении железа с редкоземельными элементами типа RFez, включающий сплавление исходной смеси компонентов в атмосфере инертного газа, разливку сплава в изложницу и последующий отжиг отливки, о т л и— чающийся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик, отливку получают с содержанием редко земельного элемента стехиометрического состава, на поверхности отливки создают тонкий слой металла М, образующего с редкоземельным элементом эвтектику при температуре ниже, чем в исходной смеси компонентов, а отжиг проводят при температуре выше температуры эвтектического перехода системы R-M.A method of producing magnetostrictive materials based on inter5 metal compounds of iron with rare-earth elements of the type RFe z , comprising fusing the initial mixture of components in an inert gas atmosphere, casting the alloy into a mold and subsequent annealing of the casting, so that, in order to increase the strength characteristics, the casting is obtained with a rare earth element with a stoichiometric composition; a thin layer of metal M is formed on the surface of the casting, forming a eutectic with a rare earth element at perature is lower than in the initial mixture of components, and annealing is carried out at a temperature above the eutectic temperature of the system transition RM. Таблица 1Table 1 * 1 * 1 0- 0- 0,05 0.05 I 0,10 I 0.10 t ( 1------------------1 1 1 ΙΟΙ I » I I — I 1 Ln 1 1 1 t ( 1 ------------------ 1 1 1 ΙΟΙ I »I I - I 1 Ln 1 eleven I 0,20 I 0.20 I 0,25 I 0.25 I 0,3- I 0.3- Примечание Note έ/ ю‘‘ έ / y ‘‘ 160 160 180 180 220 220 410 410 420 420 405 405 400 400 ПриССЖат =When Compressed = £ £ = 60 МПа = 60 MPa !„· 10 ’,см ! „· 10’, cm 480 480 600 600 950 950 1050 1050 1400 1400 780 780 При Η = = 1600 кА/м When Η = = 1600 kA / m МПа MPa 7,0 7.0 - 26 26 60 60 90 90 - 105 105 T a T a блица 2 blitz 2
Образец Sample Состав образца Sample Composition Способ упрочнения Hardening method см cm Ег/Ю'6 Eg / Yu ' 6 θραοτ’ θραοτ ’ МПа MPa <^*ατ ’ И113 <^ * ατ 'AND 113 1 - 3 thirteen TbFea TbFe a Известный Famous 1680 1680 420 420 4 4 - 5 - 5 100-150 100-150 4-6 4-6 Tb1,l Fe1.8 Tb 1, l Fe 1. 8 Эвтектика Eutectic 1080 1080 400 400 20 20 - 30 - thirty 300 300 7-9 7-9 ТЬ,гFe,e TH, g Fe, e Предлагаемый Proposed 1060 1060 600 600 100 100 - 150 - 150 >500 > 500
(медь)(copper) Приме чание. Ά, - продольная магнитострикция, обусловленная процессами смещения доменных границ при Н β 1600 кА/м; Е, - остаточная деформация МИГ (при (эсжвт = 80 МПа); С>расг “ прочность на разрыв (до разрушения); - прочность на сжатие (до разрушения). Все приведенные числовые значения параметров получены усреднением по трем образцам.Note. Ά, is the longitudinal magnetostriction due to the processes of the displacement of the domain walls at Н β 1600 kA / m; Е, is the MIG residual deformation (at (e grit = 80 MPa); С> rasp “tensile strength (before fracture); - compressive strength (before fracture). All the numerical parameters given are obtained by averaging over three samples.
SU874299764A 1987-07-01 1987-07-01 Method for producing magnetostrictive materials SU1478260A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874299764A SU1478260A1 (en) 1987-07-01 1987-07-01 Method for producing magnetostrictive materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874299764A SU1478260A1 (en) 1987-07-01 1987-07-01 Method for producing magnetostrictive materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1478260A1 true SU1478260A1 (en) 1989-05-07

Family

ID=21325331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874299764A SU1478260A1 (en) 1987-07-01 1987-07-01 Method for producing magnetostrictive materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1478260A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445404C2 (en) * 2006-08-23 2012-03-20 Улвак, Инк. Constant magnet and its manufacturing method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Savage H.I. et. al. IEEE. Trans. Magn. 1975, part I, V. 11, № 5, p. 1355. Авторское свидетельство СССР № 803727, кл. Н 01 F 1/08, опублик. 25.10.79. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445404C2 (en) * 2006-08-23 2012-03-20 Улвак, Инк. Constant magnet and its manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100783995B1 (en) Yttrium modified amorphous alloy, a bulk amorphous cast body, and a method for making it
JP2003500546A (en) Copper sputter target assembly and method of manufacturing the same
CN103526038A (en) Electroslag remelting production method of high-strength high-plasticity TWIP (Twinning Induced Plasticity) steel
SU1478260A1 (en) Method for producing magnetostrictive materials
KR950014423B1 (en) A copper-based metal alloy of improved type particularly for the contruction of electronic components
JPH0238652B2 (en)
US4202688A (en) High conductivity high temperature copper alloy
US5391242A (en) High-strength and high-conductivity copper alloy sheet
JP2003247033A (en) Copper based alloy and method of producing high strength, high thermal conductivity forging using the same
JPH073368A (en) High ni base alloy excellent in hydrogen embrittlement resistance and production thereof
JPS5935642A (en) Production of mo alloy ingot
US3399084A (en) Method of making aluminum bronze articles
JPH03243741A (en) Ti-al series sintered body and its manufacture
KR940002684B1 (en) Copper-iron-cobalt-titanium alloy with high mechanial and electrical characteristics and its production process
Hida et al. Influences of Environment in Heat Treatment and Pre-aging at Room Temperature on Age-Hardening of Ti–Mo Alloys
KR950013775B1 (en) Aluminium foil for electrolytic capacitor
SU1482761A1 (en) Method of producing bimetallic ingot
RU1803447C (en) Shape-metal copper-base alloy
US3484307A (en) Copper base alloy
JPS60238432A (en) Cu alloy for continuous casting mold
SU912442A1 (en) Material for resistance welding machine electrodes
KR19990048845A (en) Copper (Cu) -nickel (Ni) -manganese (Mn) -tin (Su) -aluminum (Al) alloy for high-strength wire and plate and its manufacturing method
KR100441212B1 (en) High Strength-High Ductility Aluminum Casting Alloy containing Sn and Method thereof
JPH1072636A (en) Magnetostrictive member and its production
JP2885264B2 (en) Manufacturing method of high strength and high conductivity copper alloy