白论文
抽象性
电动电机设备越来越多地指定不锈钢,如燃料喷射器、转动碳钢和硅核铁初级动机是需要增强腐蚀抗药性,而不锈钢比低碳钢提供更高电阻性,比硅核铁机密性更好初始系统开发期间使用全非不锈钢,如AISI430要求更好和一致磁和编译性能导致开发专业等级,如Carpenter 430FR单片质量和Chrome核心子家族合金本文的目的是识别重要的合金属性并介绍负责这些属性的冶金原理开发Chrome核心13FM不锈与两种常用合金比较硅核心铁B调频并Carpenter 430FR单片质量不锈.
导 言
物料选择总要考虑许多物料属性其中包括冶金特征以及制造能力和成本软磁合金汽车机电设备中最重要的物属性如下:
腐蚀抗药性-必须足以满足制造商性能或保修要求
- 饱和感应s级)-理想应尽量高以最小化部件大小
- 强迫场强度C级)-理想应尽量低到最小化分量强制场强度逆比磁渗透性 (b)高渗透性对于降低电流实现特定磁通量密度是可取的
- 电阻性-最优应尽量高以交替或脉冲电路抑制Eddy流低逆流损耗产生响应性更强的设备,随着设备操作速度提高而变得更加重要
- 易制造度-即易机化或面向
- 成本-特别是汽车应用合金成本是一个关键问题
常规合金
影响物料选择的因素最优描述方式是先研究先前可用各种软磁合金的特点:
电气铁-这些低碳铁合金曾用于磁电路核心、继电器和单片机类合金特征高磁饱和低焦度,可设计低运算成本组件但这些合金显示最小的腐蚀抗药量,从而限制燃料注入系统的实用性。
硅铁-在铁中添加硅的主要效果是电阻增强阻抗性增强通过限制Eddy流形成而减少核心损耗二次效果加固求解增强硬性这些合金的腐蚀抗药度比电铁略优
铬-单磁不锈钢 -- -- 这些合金也指不锈钢,通常主要由铁和铬组成铬加铁可大大提高腐蚀抗药性,并允许在腐蚀性环境使用软磁合金磁性当铁代之以铬时大为减值减少磁饱和度(材料中可应用磁场诱导的最大磁通量)。最常用前可用合金类型430FR提供有效组合磁性抗腐蚀
平衡本论文将致力于更好地了解关键物属性和影响不锈钢的冶金因素将作为开发基础Chrome核心13FM不锈.
技术属性
需要理解主要合金元素对关键物属性的影响,以充分描述合金和属性之间的关系
腐蚀抗药
铬在游动不锈钢物理特性方面起支配作用增量铬产生增量腐蚀抗药腐蚀抗药性增加不一定是铬含量线性函数,并随腐蚀性介质而变化。图1显示一例,图1取自Chrome核心合金开发工作注意,对于这种环境,自有开腐水混合体,合金约12%含量大于12%的优势似乎微乎其微
图1.铬含量对腐蚀抗药性、室温电阻和饱和感应铁-铬合金的作用普通腐蚀率通过沉浸24小时确定,浸入自有沸水混合体电阻数据指高纯度二元合金可能影响腐蚀抗药性的其他元素包括素、强碳化原素,如和和硫Molybdenum加进fertic非不锈性分数,提高阻塞性典型水平约0.3%,尽管可使用2%强碳化原物如和用来绑固碳并改进焊接性及腐蚀抗药性硫化物加法免费级,有害腐蚀抗药性生成局部攻击,即硫化物集成满足部分自由面硫化物大小和形态也可能影响腐蚀抗药性
饱和感应
饱和感应或饱和磁化是材料中最大磁通量密度并代表所有初级磁场均由应用磁场对齐的理想状态吸引力随通量密度平方变化,使用高饱和合金大有优势非不锈钢中饱和感应函数非磁元内容自铁原子即主要铁磁分量被非磁分量有效稀释以来,饱和感应应显示线性下降并增加铬含量图1中也显示这一点注意其他元素,如锰、硅和核聚物,也会减少饱和磁化量与其内容成比例低饱和感应不可取,显然在腐蚀抗药性与饱和感应间有权衡关系,在选择合金应用时应予识别
强制场强
不同于镍-铁-铁-软磁合金,铁-铬系统似乎没有产生异常高渗透性或异常低腐化性诸如80%镍-铁或50%铁-cobart等特殊成分通常与磁性静脉反射最小值相关联非不锈钢技术磁性如渗透性强强强强强强强与合金微结构强比化学强这些因素包括粒度大小、兼容性、碳化物和氮化沉淀物和粒度定位粒度对强制性的影响见图2
图2.粒度强制作用实验12%cr-Fe合金
图3.碳含量强制作用实验12%cr-Fe合金宽度=545xss=0第一,硫化物兼容性可抑制谷物生长上文已经指出,小粒子大小将增加串通性第二,硫化物和矩阵热扩展差可能导致热处理温度对冷却产生压力最后,由于硫化物有效非磁性闭塞,反磁域将形成增加对合金磁化难度
微结构约束场强度的一般关系如下:
去哪儿H级上头表示内含值公元前表示错位密度 度量冷工或菌株d级表示粒度N级V级表示相容密度与磁域墙宽度相似上方方程表示,对最小强制场强度而言,有必要不余冷工作、大粒度和免入微粒并分磁域当硫化物或碳化物出现时,这显然是不可能的碳似乎特别不利于实现图3所示良好的软磁性
电阻性
游动不锈钢电阻似乎是由合金组成决定的铬阻抗作用显示于图1中高纯度二元合金数据来自Adcock.[1]提高电阻性需要添加其他元素硅和铝最有效补充图4显示12%铬-铁合金显示最大阻抗卡本特1JR类型合金
图4.硅和铝对12%cr-Fe合金室温度阻抗编译
这些合金的一个关键考量是易编译性,这在历史上已转化成提高机能性微量机械化几乎在所有部件生产中都参与其中,此外,有些部件需要焊接可拆解性、可拆解性和易焊化性对合金化学处理有不同的约束
权宜性是一个复杂主体2..除明显希望高金属去除率外,其他问题如表面整理、工具穿戴和适合焊接等其他操作也很重要并影响合金选择过程机械化期间金属清除由重复局部骨折发生等合金化学和结构促进这一过程时,可提高机算性实现该目标的方法是降低金属矩阵加固率和/或使用自由机组添加物创建异相接口,这些添加物是微裂变启动点后者更加有效并一直是大多数合金开发工作的重点自由算法添加物由硫、、、铅、二叉树、磷和某些“软氧化物”。 影响机械化的其他因素包括粒度大小、硬度和内插元素
硫化物是最常用自由算法添加物并存最高达0.5%使用量,但0.25-0.35%使用量比较常见除硫值外,锰对硫比和硫化物大小和形状都很重要。高锰对硫比和大块状硫化物优高硫内装物导致减磁性能、腐蚀抗药性、可容性和易焊性硫磺往往不是最佳自由算法添加物
组成锰单词集成化,但在等量权值上不如硫有效并可能导致冷改善, 即促进聚状化和扩展硫化物并发Carpenter目前生产一些Se级,尽管没有常用磁应用
Tellium组成Mneturide并发报告比Freemaching非不锈钢中的硫有效和相似,它还促进聚变和扩展硫化物并发Carpenter对Austitic和marticic不锈钢添加Te研究并发布专利Te引起非不锈钢热工作问题,我们商业实践中未曾使用过
铅和二叉石报告为最佳自由计算添加物,导致高金属去除率、优表端和低工具穿戴并显示铅比硫化物产生更好的腐蚀阻抗力和冷封性这两种元素基本无法解析,不锈钢使其加入熔合金复杂化成模或混淆tundish中添加这些元素并实现铅或二叉石统一分布是一个持续问题铅毒因子限制其吸引力,两个元素都可能增加热工作难
Phoshorus被用作碳和合金钢之类自由算法添加器硅核心铁B调频.不同于提及的其他元素,磷不构成兼容性取而代之的是降低矩阵加压率帮助芯片编组虽曾用在不锈钢中,但对腐蚀抗药性有某些不良作用,目前不常用
某些钙-铝-二氧化物(silcium解毒时生成的二氧化物)在工具-金属界面高温下软化软氧化物可涂层工具表面,为它润滑并减少工具穿戴技术由碳合金钢行业发现并使用还在不锈钢中使用一种限制是需要在氧化物金属成分之间保持平衡,否则硬性分解氧化物可组成递减工具寿命
Chrome核心13FM无持久性开发
对多汽车应用而言,腐蚀环境使得16-18%c免用,因此开发低铬含量合金,如铬合金Chrome核心8FM并12FM合金.降低铬含量略减合金成本,但更重要的是提高饱和感应开发这些合金的动机是想直接替换硅铁组件元件原设计利用高饱和铁合金使用16-18%Cr合金及其低饱和感应需要重新设计环境基于酒精的燃料足够良性,将Cr含量从12%提高至18%对腐蚀抗药作用微乎其微都行Chrome核心8FM并12FM合金多年以来商业可用并用于汽车电机组件
尽管合金成功,但仍需要提高设备性能而不牺牲机能和腐蚀抗药性Chrome核心13FM不锈开发这些思想主改进取自Chrome核心13FM不锈高电阻和低递解性电阻增强通过铬含量略增实现Chrome核心12FM合金并增加硅含量约1.5%除提高电阻性外,高硅含量抑制Austenite形成,允许高热处理温度
软磁性增强通过进一步减少碳和氮内装物和修改条处理实现。为了保持适当的机密性,使用相对较高的硫内装物如前所述,硫化物阻塞粒子生长,导致热处理部件通常约ASTM7-8粒子大小提高退火温度或时间几乎不提高粒度或提高磁性特性然而发现,通过冷吸前退小块粒子迁移,在最后热处理期间会发生菌株诱导粒子边界迁移驱动力比平时粒子生长过程的面积下降强,所以硫化物的插值效果下降引出大粒度并因此提高渗透性并降低腐蚀性图5显示最后热处理后冷工作程度对焦度的影响注意强制最小值约15%用于实验合金热处理后最低强制力实际需求将取决于前处理和条直径
图5.退冷前最后退火对实验13%Cr-Fe合金串联性的影响注意最小强制率约15%的临界减值
Alloys比较
属性解析Chrome核心13FM不锈表1显示热处理的典型属性硅铁B调频,Carpenter 430FR软质无持久性和Chrome核心合金注意Silicon铁B-FM优软磁性能即高饱和磁化渗透性显示几乎没有有用的腐蚀抗药性,电阻性较低,机能低劣Chrome核心13FM非不锈化和Carpenter430FR单片质量的主要区别是饱和磁化应当指出,430FR数据和其他Chrome核心合金数据显示使用为ChromeCore13FN
结论
多因素作用选择软磁合金目标选择合金为应用提供最优组合属性汽车燃料喷射器中最大可达磁饱和度和最小可达性并加适当的腐蚀抗药性Carpenter Chrome核心13FM不锈可被视为候选者提供下一步优化组合属性
引用
- F.Adcock,“Chromium-Iron宪法图集”,JISI卷124页99-149,1931
- Kosa,T.内伊市P.Sr.Metals手册-九版-vol.16-Mackining,Metals公园OHASMI1989pp681-707
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by DanielA德安托里奥和M斯科特马斯特勒
卡彭特技术公司
阅读局
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