铁镍系软磁合金的组织结构分析

铁镍二元合金的相图如图17-1

铁镍二元合金相图具有下列特点，这些特点对铁镍系软磁合金的各种性能产生很大的影响。

1.铁与镍能形成连续固溶体

铁与镍的原子半径近似，电子结构相同，可在任何含量范围内相互溶解，形成连续固溶体。具有固溶体组织的合金性能稳定，长期使用时性能不变或变化很小，是功能性软磁合金理想的组织结构。

2.铁镍二元合金的固液相线间距小

从铁镍二元合金相图可知，合金固液相线之间的最大温度间距为11℃。固液相线温度间距小，合金凝固时间短，能显著降低合金组元的偏析。从而提高合金的均一性，保持合金性能的均一性。这对软磁合金具有重要的意义。

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图17-1 铁镍二元合金的相图

3.铁镍二元合金的组织结构特点

分析铁镍二元合金相图，可以认为该合金在组织结构方面具有以下特点：

1）合金中存在稳定单一的γ固溶体。含镍量（质量分数）35%～85%的铁镍合金，从高温到室温均为稳定的单一γ固溶体组织。这种组织对保持铁镍系软磁合金性能的长期稳定，起到重要的作用。

2）合金磁性转变温度的特点。合金的居里点随着含镍量的增加而改变。含Ni为5᥊5%～40%（质量分数，下同），合金的居里点为389℃，是一水平线，不随含镍量变化。含Ni＞40%～85%，合金的居里点随着含镍量的增加而变化（沿图中磁性转变线变化），含Ni为70%时，居里点达到612℃。在含Ni为35%～85%范围内，铁镍合金具有较高的居里点，有利于合金获得良好的磁性能。

3）铁镍合金中金属间化合物的析出。含Ni=50%（质量分数，下同）合金，在300℃附近会析出FeNi；含Ni=75%合金，在516℃附近会析出Ni₃Fe。这些金属间化合物的析出，会使合金的晶格结构发生变化，从而导致合金的物理性能，如电阻率、磁性能等发生变化。因此，在铁镍软磁合金的生产过程中，应注意析出物对合金性能产生的影响。对于金属间化合物Ni₃Fe，可以通过向合金中加入少量钼或铜元素，明显抑制其析出。