氮气与钐铁合金间作用机制的基础研究
Sm2Fe17Nx系永磁材料兼有优异的内禀磁性能与良好的热稳定性，是现代社会的重要功能材料，被广泛应用于高温领域，如驱动器、电动汽车发电机等。钐铁合金的氮化工艺是制备高性能Sm2Fe17Nx合金材料的核心技术，目前氮化工艺都是对钐铁合金粉粒进行固态下的氮化处理，但存在氮化不均匀、效率低等缺点限制了其应用发展，液态条件下钐铁合金氮化处理及氮化过程中钐铁氮的演化行为是目前合金氮化的研究方向之一。主要采用钐铁合金液态渗氮实验与固态氮化实验相结合的方法，研究氮与钐铁合金间的作用机制。通过改变渗氮流量、氮化时间及冷却条件等因素，探究氮与液态钐铁合金间的作用；通过高温金相显微镜，进行固态钐铁合金组织形貌的变温观察；采用氧氮氢分析仪、SEM、EDS、XRD等检测手段，分析氮化前后钐铁合金的微观组织、相结构等，研究钐铁氮合金中氮的赋存状态。 钐铁合金液态渗氮实验研究表明：氩气气氛条件下熔炼的试样凝固后其表面光洁，比氮气气氛更适合钐铁合金的熔炼；熔炼气氛相同，合金粒重越小熔化效果越好，同时钐的挥发量越大；渗氮流量对钐铁合金中氮含量有显著影响，液态钐铁合金中氮含量随着渗氮流量的增加而增大，渗氮流量为60mL/min时合金中氮含量为1.88%；渗氮含量随着渗氮时间先增大后降低，氮化时间达8min时氮含量出现峰值为2.03%，即一定范围内延长时间可以增大合金中氮含量；缩短冷却时间可以获得更高氮含量，减少SmN和α-Fe相的生成；喷铸方式冷却钐铁氮合金，其试样组成为Sm2Fe17Nx相、富Sm相以及极少量的α-Fe相，无SmN相。 钐铁合金固态氮化实验研究表明：升温过程中钐铁合金相界处有迁移行为，1050℃时有白色富Sm相形成；温度相同，合金中的氮含量随着氮气流量的增大而增大，温度为480℃、氮气流量20mL/min时试样中含氮量达0.58%；低温下固态钐铁合金氮化不完全，且X射线衍射谱中Sm2Fe17Nx相所对应的衍射峰发生了分裂行为，氮化不均匀；钐铁氮合金中氮含量较低，试样中SmN及ɑ-Fe相含量较多，固态渗氮效果不够理想。
钐铁合金;液态渗氮;固态氮化
华北理工大学
硕士
冶金工程
高爱民
2018
中文
TF123.71
72
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）