1J36软磁合金卷板 - 低矫顽力百科解析

1J36软磁合金卷板 - 低矫顽力百科解析

1J36合金 是中国国家标准（GB/T 15005）定义的一种经典的铁镍基软磁合金，以其在弱磁场下优异的软磁特性而闻名，尤其突出的是其极低的矫顽力。卷板形态（带材、薄板）使其非常适合应用于需要高效磁路构建的场合。

核心特性：低矫顽力

定义： 矫顽力（Hc）是衡量材料退磁难易程度的关键磁学参数。它表示需要施加多大的反向磁场强度才能将材料的磁化强度（或磁感应强度）降为零。

1J36的表现： 1J36合金经过适当的热处理后，其矫顽力可以降低到非常低的水平（通常在 1.2 Oe (约 95.5 A/m) 以下）。这意味着：

磁化与退磁极易： 只需要非常小的磁场就能将其磁化到饱和；同样，撤去磁场后，其剩磁也极易被消除。

磁滞损耗极低： 磁滞回线异常狭窄，在交变磁场中工作时，因反复磁化翻转所消耗的能量（磁滞损耗）非常小。

高磁导率： 在弱磁场下，1J36具有很高的初始磁导率（μi）和最大磁导率（μm），这是低矫顽力的直接结果。这使得它对微弱磁场变化非常敏感。

1J36合金的物理与化学基础

主要成分： 以 铁（Fe） 和 镍（Ni） 为基础，镍含量约为 36%。通常还含有少量的 钼（Mo）（约 0.3-0.6%）、锰（Mn）、硅（Si） 等元素。

关键作用：

~36% Ni： 这是获得低磁晶各向异性常数（K1）和低磁致伸缩系数（λs）的经典成分点。低 K1 和低 λs 是实现低矫顽力和高磁导率的根本物理基础，它们显著降低了材料内部阻碍磁畴壁移动的阻力。

Mo： 提高电阻率（ρ），有助于降低在高频应用中的涡流损耗；同时也能优化磁性能。

Mn/Si： 改善工艺性能（如热加工性、脱氧）。

卷板形态的优势与应用领域

1J36合金被轧制成卷板（厚度通常在几微米到几毫米范围），使其在以下领域大放异彩：

弱磁信号处理的核心：

互感器、传感器铁芯： 对微弱电流或磁场进行高精度测量和转换，依赖其高磁导率和低损耗。

磁放大器： 利用其高导磁性和饱和磁感应强度进行信号放大和控制。

灵敏继电器： 快速、可靠的动作需要材料易于磁化和退磁（低Hc）。

高精度电流互感器： 要求极低的相位误差和比差，低Hc、高μ是关键。

高效能量转换：

小功率精密变压器： 特别是在音频、仪器仪表等领域，要求低空载损耗（低磁滞损耗）和高效率。

脉冲变压器： 快速磁化翻转要求低Hc和低损耗。

磁屏蔽：

卷绕式磁屏蔽筒/罩： 利用其高磁导率将干扰磁场“分流”到材料内部，保护内部空间或器件免受外部磁场影响。卷板易于加工成各种形状的屏蔽体。

其他精密器件：

磁调制器、磁记录头（部分类型）、特定类型的电感器等。

性能发挥的关键：热处理与加工

最终热处理（氢气/真空退火）： 这是释放1J36合金全部软磁潜力的核心步骤。高温退火（通常1100-1200°C）结合缓慢冷却，旨在：

消除冷轧加工引入的内应力和晶格缺陷（它们是阻碍磁畴壁移动、升高矫顽力的主要因素）。

获得均匀、粗大的晶粒组织（晶粒越大，晶界越少，对畴壁移动的阻碍越小）。

净化材料，去除有害杂质气体（如碳、硫、氧）。

磁性能对加工/应力极其敏感： 即使经过完美的最终退火，后续的剪切、冲压、弯曲等机械加工引入的应力也会显著劣化其软磁性能（升高Hc，降低μ）。因此：

成品器件在加工后通常需要进行去应力退火（较低温度，如400-500°C，时间较短，氢气或真空环境）。

在器件设计和装配中需极力避免或最小化机械应力。

选型与应用要点

明确磁场强度： 1J36的优势在弱、中磁场下最为显著。在强磁场下，其饱和磁感应强度（Bs ≈ 1.2T）不如硅钢等材料。

频率考量： 其电阻率虽高于纯铁，但仍有限。卷板厚度和应用频率决定涡流损耗大小。高频应用需选用更薄规格或考虑更高电阻率材料（如坡莫合金或铁氧体）。

成本权衡： 相比硅钢，1J36（含36%镍）成本较高。选用需基于其对低损耗、高精度、小体积等关键性能的要求是否不可替代。

严格管控应力： 从卷板切割到最终装配，每个环节都需关注应力影响，必要时进行去应力退火。

时效稳定性： 长期存放或使用中，某些软磁合金可能存在磁性能缓慢变化（磁时效）。选择信誉良好的供应商，关注材料出厂状态和推荐的储存条件。

总结

1J36软磁合金卷板是弱磁场应用领域的明星材料。其极低的矫顽力（Hc） 是核心优势，源于优化的铁镍成分（~36% Ni）带来的低磁晶各向异性和低磁致伸缩。这一特性直接转化为高磁导率和极低的磁滞损耗，使其成为精密互感器、传感器、小型高效变压器、磁屏蔽等要求高灵敏度、低损耗器件的理想铁芯材料。充分理解其性能优势、对加工应力的敏感性以及必须依赖最终氢气/真空退火来获得最佳性能，是成功应用1J36的关键。在需要极致弱磁性能的场合，1J36卷板仍是不可或缺的重要选择。

镍铬合金种类繁多，应用广泛，尤其是在高温、耐腐蚀和电阻电热领域。主要牌号体系包括国际通用的商业牌号（如Inconel, Hastelloy, Nichrome等）和一些国家/行业标准牌号（如ASTM, UNS, DIN, GB等）。

以下是上海商虎有色金属有限公司一些常见且重要的镍铬合金牌号及其主要应用领域：

一、高温合金与耐蚀合金 (主要基于镍，铬是关键合金元素)

这些合金通常具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。

Inconel 系列 (Special Metals Corporation)

Inconel 600 (UNS N06600): Ni-15.5Cr-8Fe。优异的耐高温氧化和耐腐蚀性，广泛用于热处理、化工、核工业。

Inconel 601 (UNS N06601): Ni-23Cr-14Fe-1.4Al。非常高的抗氧化性（尤其抗循环氧化），高温强度好。用于高温热处理炉、燃气轮机部件。

Inconel 617 (UNS N06617): Ni-22Cr-12.5Co-9Mo-1.2Al。极高的高温强度和抗氧化性，用于燃气轮机燃烧室、高温化工部件。

Inconel 625 (UNS N06625): Ni-21.5Cr-9Mo-3.6Nb。极其优异的耐腐蚀性（尤其是点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂）和高温强度。应用极广：海洋、化工、航空航天。

Inconel 690 (UNS N06690): Ni-30Cr-9Fe。极高的铬含量，对氧化性介质（如硝酸、高温水）和应力腐蚀开裂（尤其核电站一回路水环境）有极佳抵抗力。主要用于核电。

Inconel 718 (UNS N07718): Ni-19Cr-18.5Fe-5.1Nb-3Mo-0.9Ti-0.5Al。最广泛使用的高强度高温合金，时效硬化，用于喷气发动机、燃气轮机关键高温承力部件。

Inconel X-750 (UNS N07750): Ni-15.5Cr-7Fe-2.5Ti-1Nb-0.7Al。时效硬化合金，高温强度好，用于弹簧、紧固件、燃气轮机部件。

Hastelloy 系列 (Haynes International)

Hastelloy C-276 (UNS N10276): Ni-15.5Cr-16Mo-5.5Fe-4W。万能耐蚀合金，对氧化性和还原性酸、混合酸、卤化物（Cl⁻, F⁻）及局部腐蚀有极佳抵抗力。化工、环保、烟气脱硫核心材料。

Hastelloy C-22 (UNS N06022): Ni-22Cr-13Mo-3Fe-3W。比C-276更优的耐点蚀/缝隙腐蚀能力和热稳定性。应用同C-276，要求更高时选用。

Hastelloy X (UNS N06002): Ni-22Cr-18.5Fe-9Mo-1.5Co-0.6W。优异的高温强度和抗氧化性，用于燃气轮机燃烧室部件、工业炉。

其他重要高温/耐蚀镍铬合金

Nimonic 系列 (如75, 80A, 90, 105, 115, 263等): 英国发展的高温合金系列，主要基于Ni-Cr，添加Co, Ti, Al进行时效硬化。主要用于航空发动机涡轮叶片、盘、环等。

Waspaloy (UNS N07001): Ni-19.5Cr-13.5Co-4.3Mo-1.4Al-3Ti。高强度时效硬化合金，用于高温紧固件、涡轮盘、叶片。

Alloy 800/800H/800HT (UNS N08800/N08810/N08811): 通常归类为铁镍基合金（Fe~32Ni-21Cr），但铬含量高，性能接近镍基合金。优异的耐高温氧化和渗碳，广泛用于石化裂解炉管、换热器。

Alloy 330 (UNS N08330): Fe-35Ni-19Cr。铁镍基合金，高温强度和抗渗碳性优异，用于工业炉部件、热处理设备。

RA330 (等效于Alloy 330): 常用商品名。

Monel K-500 (UNS N05500): Ni-30Cu-1.5Al-0.6Ti (含~0.5Cr)。虽然以铜为主，但含少量铬，时效硬化，强度高，耐海水腐蚀。用于海洋工程、泵轴、阀门。

二、电阻电热合金

这类合金要求高电阻率、低电阻温度系数、良好的高温抗氧化性和足够的高温强度。

Nichrome (镍铬) 系列

NiCr 80/20 (如Nichrome A, C): Ni-20Cr。最经典的电阻电热合金，电阻率高，抗氧化性好，工作温度可达~1150°C。广泛用于电炉丝、加热元件、电阻丝。

NiCr 70/30 (如Nichrome B): Ni-30Cr。比80/20更高的电阻率和抗氧化温度（~1200°C），但加工性稍差。

NiCr 60/15 (如Nichrome D): Ni-15Cr-25Fe。含铁量高，成本较低，抗氧化性和工作温度（~1050°C）稍低于80/20，用于要求稍低的加热元件。

Cr20Ni80, Cr30Ni70 (中国GB牌号): 分别对应NiCr80/20和NiCr70/30。

Cr15Ni60 (中国GB牌号): 对应NiCr60/15。

三、其他特殊用途镍铬合金

磁性合金

Permalloy (坡莫合金) 系列 (如80 Permalloy): Ni-~80Fe-~5Mo (含少量Cr或其他元素)。高磁导率、低矫顽力的软磁合金，用于变压器铁芯、磁屏蔽等。部分牌号含少量铬。

Elinvar, Invar (殷钢): 恒弹性模量合金和低膨胀合金（Fe-36Ni），有时也含铬调整性能。

焊接材料

ERNiCr-3 (如Inconel 82焊丝): 用于焊接600合金等。

ERNiCrFe-7A (如Inconel 617焊丝): 用于焊接617合金等。

ERNiCrMo-3 (如Hastelloy C-276焊丝): 用于焊接C-276合金等。

ENiCrFe-2/-3/-4 (镍铬铁焊条): 用于焊接镍基合金、不锈钢等。

选择镍铬合金牌号的关键因素

工作温度: 高温强度、蠕变强度、抗氧化性。

腐蚀环境: 介质类型（酸、碱、盐、氧化性/还原性）、浓度、温度、是否存在点蚀/缝隙腐蚀/应力腐蚀开裂风险。

力学性能要求: 强度、韧性、硬度（室温及高温）。

物理性能要求: 电阻率、热膨胀系数、磁性等。

加工性能: 铸造、锻造、焊接、机加工性能。

成本: 不同合金成本差异巨大。

总结

镍铬合金牌号极其多样，从Inconel, Hastelloy, Nimonic等高性能高温耐蚀合金，到Nichrome等经典的电阻电热合金，再到磁性合金、焊接材料等，涵盖了极其广泛的应用领域。具体选择哪一个牌号，必须紧密结合具体的应用环境（温度、应力、介质）和性能要求进行综合评估。

如果你有特定的应用场景（比如需要耐什么腐蚀、工作温度是多少、承受什么载荷），我可以帮你推荐更具体的牌号范围。