硬质合金的相对磁饱和强度.doc

_钨钢的相对磁饱和及影响因素发布时间:2014-07-10 09:56 文章来源:未知 作者:admin 点击数:次钨钢的相对磁饱和及影响因素有： 1、钨钢之WC-CO硬质合金的磁化曲线(M-H曲线)WC-Co钨钢中含有铁磁质Co，因此，它具有铁磁质的磁性特性。 铁磁质的磁性，和它的固体结构状态有关。研究表明，在铁磁质存在着许多自发地饱和磁化的小区域，每个这样的小区域，相当于自发磁化的小永磁体，具有相当大的磁矩，这些小区域称为磁畴。磁畴的形成是由于电子间的“交换作用”，使相邻原子的电子自旋磁矩自发地排列整齐，或者说，与电子自旋运动等效的分子电流按一定方向排列整齐。在没有磁场作用时，尽管每个磁畴中的分子电流已排列整齐，但就各个磁畴来说，其分子电流的取向则是完全混乱的，相互抵销，铁磁质的总磁矩仍为零，因此，对外不表现磁性。当外加磁场（H）时，随着磁场强度逐渐增强，磁化强度增大，至所有磁畴都取外磁场方向，这时磁化达到饱和，称为饱和磁化强度（Ms），些时的磁场强度称为饱和磁场强度（Hs）。 WC-Co钨钢的磁导率（u）不是一个常数，随磁场强度的改变而改变，因此，钨钢的磁化强度（M）随磁场强度（H）的变化是一条曲线，称为磁化曲线（M-H曲线），如图4-22所示。当磁场强度（H）从零逐渐增大时，磁畴在磁场作用下，迅速沿外磁场方向排列，磁化强度（M）也逐渐增大，磁化强度越大，磁畴排列越整齐，磁化强度（M）也越大。当磁场强度（H）增大，磁化强度（M）已经饱和（最大）。此时的磁化强度（M）称为饱和磁化强度（Hs），此时的磁场强度（H）称为饱和磁场强度（Hs）。 由于WC-Co钨钢中含Co量不同，含C量不同（相中含W和C不同），添加过元素不同，杂质元素不同等，都构成一种特定的硬质合金，第一种特定的M-H磁化曲线。 资料表明，铁族金属（Fe、Co、Ni）的单原子磁矩取决于原子的3d电子壳层中未被（正负自旋电子）抵销的电子自旋磁矩值。当具有S高有带的的W溶入后，铁磁质原子能夺取W的能带中的电子，相当于一部份W原子中的4s进入到铁太磁质3d能带中的正空位内，降低了铁磁质的平均磁矩。 WC-Co钨钢中的相，由于溶入W、C、Cr、V、Fe等元素而改变其磁性。假设在相中除W以外，其它元素溶入量恒定，合金的饱和磁化强度，随相中W容量增加而降低，同一牌号，我们可以做出各种W含量不同的M-H曲线，如图4-23所示，即可以测量到同一牌号不同W含量合金的各种饱和磁化强度Ms值。 由于相中W的溶入量与合金中的含碳量有很好的对应关系，因此，我们利用测量到的同一牌号不同W含量的合金的各种饱和强度Ms值，可以做出该牌号的饱和磁化强度与合金含碳量的关系图，如图4-24所示。 在WC+二相区内，随着碳量减少，相中W溶量增加，饱和磁化强度降低。 在WC+三相区内，相中钨的固溶度均保持在二相区下限时的值不变（即相的比饱和强度4下=1500A.m2/kg）。因碳的降低，有一部分相变成了无磁的相，而合金比饱和磁化强度（4合金）值总是与合金中相的质量X成正比，故4合金值随碳量降低而降低。未完待.WC-Co硬质合金的相对磁饱和强度发布时间:2013-06-05 15:00 文章来源:未知 作者:admin 点击数:次WC-Co硬质合金的相对磁饱和强度：钨钢合金的饱和磁化强度Ms合金=4合金d 即合金的比饱和磁化强度4合金=Ms合金/d=4X 式中：d为密度，单位为g/cm3 4为相的比饱和磁化强度；X为合金中相的含量。 合金相的比饱和磁化强度（4）与纯Co的比饱和磁化强度（4CO）之比称之为合金（相）的相对饱和磁化强度（相对磁化饱和），单位为%。写作：合金（相）相对饱和磁化强度（%）=（4）/（4CO）=（4合金/ X/（4CO） 20OC时，纯Co的比饱和磁化强度4CO=160Gs cm3/g=2020Am2/kg。（纯Fe的比饱和磁化强度4Fe=217 Gs cm3/g；纯Ni的比饱和磁化强度4Ni=54.39 Gs cm3/g。） 设：4合金=e（即仪器测量值）；仪器的修正系数=1.0 故：合金的相对磁饱和（%）=e1.0/（1.6Co） 式中Co，为合金真实钴含量Co%中的“Co” 根据公式，当我们测得合金的比饱和磁化强度4合金=（e值）后，就可以算出合金（相）的相对饱和磁化强度。 反过来，根据公式，我们可以分别算出YG20、YG6合金在相对磁饱和值为76%、85%、92%、94%、96%、100%时的合金比饱和磁化强度e，其值列于表4-17。表4-17 YG6、YG20不同相对磁饱和强度和磁化强度e值相对磁饱和（%）7685929496100YG20的e值22.425.127.127.728.429.5YG6的e值6.737.528.148.328.58.85 根据表4-17作图4-25 图4-25绘出合金的比饱和磁化强度e与合金钴含量、相对磁饱和值的关系，从图可以看出： 1、当测出某合金牌号的e（如YG13C，含钴13%，e为17.7）后，从图上我们可以大致看出，该牌号的相对磁饱和值约为92%，位于二相区的上限，即合金碳含量位于二相区上限。 2、在二相区内（设有相对磁饱和上限为96%，下限为76%），每一牌号（Co含量固定，如Co=16%）的相对磁饱和值因碳不同有一个波动范围（即通过含Co点作线，交于相对磁饱和线的上限与下限，即在二相区内，合金允许碳含量波动的上限与下限，高于上限，合金中出现游离碳，低于下限，合金中出现相），随着合金的钴含量增加，这个上、下限的允许波动范围也随之增大（如YG20YG16）。 3、不同Co含量的牌号，因碳含量不同，而可能具有同一e值。比如e=23，它是YG16合金相对磁饱和二相的上限，是YG21合金相对磁饱和二相区的下限。相对磁饱和另一种叙述方法：由于碳的减少，相中W含量增加，如前述，降低了铁磁质的平均磁矩。相当于使相中有一部分钴失去磁性，只有一部分相的钴能被磁化，WC-Co硬质合金中的Co在磁场中能被磁化的部分占合金质量（被测合金）的百分比称为钴磁（Com），被测合金的钴磁与被测合金的钴含量之比Com/Co,称为该合金的相对磁饱和。我们可以通过测量合金的钴磁，算出同一牌号合金因碳含量不同的各种不同的相对磁饱和值。于是： 合金（相）相对磁饱和=（4）/（4CO）=Com/Co（应除去氧含量和杂质） 刘经知的研究表明，Com与合金中的含碳量有较好的对应关系，在WC+，WC+相区内，Com随碳量的降低而降低，碳每降低0.01%，而Com降低0.1%，形成了（C降低/Com降低）=1/10的关系。如表4-18所示。 表4-18 YG6合金碳含量的变化对合金Com的影响编号配碳差，%配碳量，%相当于WC总碳，%Com,%Com差 ，%相区金相结果15.866.236.0WC+CC060.030.025.836.206.0WC+C00E000.020.235.816.185.8C00E000.050.545.766.125.3C00E000.050.555.716.074.8C00E000.030.365.686.044.5WC+C00E040.020.275.666.024.3C00E08 为了证实钴相中因W含量的增加，使钴相的磁性降低，我们在纯钴中分别加入不同量的W粉，将它们制成钴合金，然后分别测量它们的比饱和磁化强度或Com，算出它们的相对磁饱和值（见表4-19）并制成图4-26。从图可知，随着钴中含W量增加，钴合金的相对磁饱和值随之降低，当钴合金相对磁饱和值在80%时，钴中含W量在17%左右。当钴合金中不含W时，钴的相对磁饱和值在98%至104%之间（主要是计算系数不同和测量误差所致）。 表4-19 钴中加入不同量的W对钴磁、比磁饱和、相对磁饱和的影响Co,%W,%厂测量单位： 检测室钴磁，%相对磁饱和，%比磁饱和Gscm3/g系数（1.0）比磁饱和Gscm3/g系数（1.0）相对磁饱和，%（系数1.0）相对磁饱和，%（系数1.0）1A100098.8298.82163.1154.4101.9696.51100.38100.38165.0156.2103.1297.601B100099.0699.06166.1157.2103.7998.249898164.3155.5102.7197.212991100.02101.03165.0156.2104.1698.5999.93100.93164.9156.1104.0998.52397396.999.90159.0150.5102.4696.9896.999.90159.0150.5102.4696.98495594.5499.52153.7145.5101.1295.7194.499.37153.7145.5101.1295.71593790.3997.19146.4138.698.4293.1590.4897.29146.4138.698.429333135.8126.694.3289.2784.1293.47135.9128.794.4089.357851575.5488.87121.3114.889.1084.4275.4488.75121.0114.588.9584.198802064.7880.98102.497.080.0375.7564.0180.01102.897.380.2875.949752550.2266.9680.476.167.0363.4449.7566.3379.975.666.5863.0210703041.1958.8466.062.558.9455.7941.1458.7765.662.158.5655.4211604021.0435.0733.832.035.2333.3421.0435.0733.832.035.2333.341250506.4512.9011.410.814.2313.476.5113.0211.210.613.9613.211340602.476.186.05.69.328.8237.56.15.79.488.971430700.030.11.21.12.482.350.020.071.21.12.482.35152180000.30.31.020.96000.30.31.020.96161090000.10.10.680.64000.10.10.680.64 研究合金中的磁性实际上研究合金中相的磁性，如上所述，当合金中的成分和杂质含量固定时，WC-Co硬质合金中因碳的减少，使相中W含量增加，从而使相的磁性降低。当我们测出各种牌号（不同含钴量）合金的不同碳含量的比饱和磁化强度4合金时，就可以算出各种牌号合金的不同碳含量的各种不同的相对磁饱和值，将其作成图4.27。 图4-27中各线条表示： 1、每一条斜线，代表含钴量不同的一个牌号。 2、图中的横坐标，为合金的WC的总碳。 3、图中的竖座标，为合金的相对磁饱和值。 4、图中二条横虚线，为合金二相区的界限线，二虚线中间为WC+二相区，上面为WC+C三相区，下面为WC+三相区，试验证明（试验者不同，试验条件不同，试验结果会略有差异），二相区上限，合金的相对磁饱和值约为95-100%。二相区下限，合金的相对磁饱和值约为75-85%。也就是说，合金的相对磁饱和值大于上限，合金中出现渗碳，合金的相对磁饱和值小于下限，合金中出现脱碳相-相。 5、沿图中的相对磁饱和值（比如90%）做水平线，与图中各斜线相交，通过其交点作垂直与横座标相交，该交点即为该牌号的WC的总碳，如图4-27所示，YG6、YG8、YG10、YG11、YG13、YG15合金其相对磁饱和为90%时，其合金的WC总碳分别约为6.10%、6.09%、6.08%、6.07%、6.06%、6.05%。也就是说，当我们测得合金的相对磁饱和值之后，通过此图，我们就可以查到该牌号合金的WC的总碳。 由于硬质合金的使用不同，要求硬质合金具有不同的性能和结构，同时也要求硬质合金有不同的碳含量，有时，同一牌号由于使用不同，要求碳含量也不同。如YG8，它作地矿工具时，合金碳要求高一些，它