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Einfluss hästesteigernder zusätze auf die magnetischen eigenschaften und das anlassverhalten hochnickelhaltiger permalloylegierungen
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 9 (1978) 218-221 0 North-Holland Publishing Company
EINFLUSS HARTESTEIGERNDER ZUSbTZE AUF DIE MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN UND DAS ANLASSVERHALTEN HOCHNICKELHALTIGER PERMALLOYLEGIERUNCEN INFLUENCE OF HARDENING ADDITIONS (Nb, Ti) ON THE MAGNETIC PROPERTIES AND THE ANNEALING BEHAVIOUR OF HIGH PERMEABILITY ALLOYS F. PFEIFER
und C. RADELOFF
Vacuumschmelze GmbH, Hanau, Bundesrep. Deutschland Eingegangen am 23. Juni 1978
An aushirtbaren Permalloy-Legierungen mit ca. 76% Nickel und ZusHtzen von Nb und Ti (bis 3%) wurde der Einfluss der ZusItze auf die magnetischen Eigenschaften, das Anlassverhalten und die Vickershtite untersucht. Die Basislegierung wurde auf h = 0 eingestellt. Die Ti- oder Nb-ZuGtze lndern h nur unbedeutend. Hohe Anfangspermeabilitit ergibt sich, wenn die Kristallanisotropiekonstante Kl = 0 ist. Bei normalen Permalloy-Legierungen erreicht man dies durch eine Anlassbehandlung unterhalb 55O”C, die zu einem kritischen Ordungsgrad der Phase Y’-Ni3Fe fiihrt. Bei den Legierungen mit Ti- und Nb-ZusBtzen erhilt man K1 = 0 dagegen durch eine Anlassbehandlung oberhalb 550°C. Hierbei bildet sich im Gegensatz zu den zusatzfreien Legierungen die Ordnungsphase r’-Nis(Ti, Nb, Fe), die such die hohen HHrtewerte verursacht. For hardenable permalloys with 76 wt% nickel the influence of hardening additions (Nb and Ti up to 3%) on the magnetic properties, the annealing behaviour and the Vickers hardness was investigated. An alloy with zero magnetostriction was chosen as the base, additions of Nb and Ti change h slightly. Customary permalloys achieve zero crystal anisotropy K1 and therefore high initial permeability by an annealing treatment at temperatures below 550°C which leads to a critical degree of NiaFe order. On the contrary, for alloys with additions of Ti and Nb, K1 = 0 and high permeability will be established only by a Ni3(Ti, Nb, Fe) superlattice order at annealing temperatures above 550°C which, simultaneously, causes the high values of the mechanical hardness (HV ca. 220).
1. Einleitung Miyazaki [l] und Masumoto [2] haben 1972 erstmals iiber Permalloy-Legierungen mit Zusatzen von Niob und Titan berichtet, die nach optimaler Wirmebehandlung Vickershirtewerte iiber 200 erreichen, ohne dass die PermeabilitCt stark gesenkt wir4. Fiir zusatzfreie Permalloys liegt HV dagegen bei 100. Die Htirtesteigerung wird dabei durch Ausscheidung von Teilchen der Ordnungsphase y’-Ni3 (Ti, Nb) erzielt, deren Durchmesser klein gegen die Blochwanddicke ist. Derartige Legierungen haben sich inzwischen wegen ihrer hohen Permeabilitit und hohen Verschleissfestigkeit als Werkstoffe fiir Magnetkijpfe in TonbandgerCten bewart. Die Basiszusammensetzung dieser als Hardpermalloy bekannten Legierungen besteht aus 70-80 Gew% Ni mit ZusStzen von MO und Cu, urn die Nulldurchglnge 218
von KJ und h einzustellen. Als aushartende Zusltze werden vor allem Ti, Nb, Al und Ta verwendet [3-81. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, an Permalloy-Basis-Legierungen mit Zusitzen von Nb und Ti, den Einfluss von Anlassbehandlungen auf Permeabilitat und Vickersharte zu bestimmen und das Verhalten mit dem der bekannten zusatzfreien Legierungen zu vergleichen.
2. Versuchsdurchfiihrung Die Untersuchungen wurden an vakuumgeschmolzenen NiFeCuMo-Basis-Legierungen mit 76,.5% Ni und 4.5% Cu durchgefiihrt, die nach [9] kleine Magnetostrik tion aufweisen. Auf Kosten des Eisens wurden dabei der Mo-Gehalt von 2,4-3,7%, der Nb- und Ti-Gehalt jeweils von O-3% variiert, wobei durch den unterschied-
F. Pfeifer und C. Radeloff / Das Anlassverhaltenvon Hardpermalloy
219
lichen Mo-Gehalt der Einfluss der magnetischen Kristallenergie Ki untersucht werden sollte. Aus den Ixgierungen wurden Ringbandkerne mit 0,l mm Banddicke hergestellt. Die Kerne wurden 4 h bei 1000°C unter Hz geghiht. Anschliessend wurden sie zur Anlassbehandlung von 7OO’Cauf die Anlasstemperatur TA = 450-7OO’C im Ofen abgekiihlt, 2 h gehalten, danach rasch auf Zimmertemperatur abgekiihlt. Gemessen wurden die Permeabilitit /.I~bei H= 4 mA/cm und 50 Hz, die Induktion B~*I,~ (praktisch Sattigungswert) sowie die Vickershkte HVe,a bei einer Belastung von 2 N.
200 160 120
HV
TA
3. Ergebnisse In den Abb. 1 und 2 sind die Permeabilitlt und die Vickershlrte in Abhangigkeit von der Anlasstemperatur fur Legierungen mit 76,5% Ni - 4,5 Cu - 3 MO und Zusltzen von Ti, Nb sowie 2 Ti + Nb dargestellt. Die Abb. 3 und 4 zeigen p4 und die optimale Anlasstemperatur in Abhangigkeit vom Gehalt der Zusltze. Durch Ti-Zusatz (Abb. 1 und 3) sinkt p4 stark von 55 000 bei 1% Ti auf 8 000 bei 3% Ti. Die optimale Anlasstemperatur steigt dagegen von 490 auf 6OO’C. Die Harte nimmt mit dem Ti-Zusatz bis auf I-IV= 230 bei 3% Ti zu. Bei Zusatz von Nb (Abbn. 2 und 3) wird
Abb. 2. Permeabilitat 14 und Vickersharte HV in Abhiigigkeit von der Anlasstemperatur TA fur Permalloy-Legierungen mit 76,5 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb). Fig. 2. Permeability ~4 and Vickers hardness HV versus aging temperature TAfor Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo(Fe + Ti + Nb).
die Permeabilitlt wenig beeinflusst, die optimale Anlasstemperatur sinkt dagegen von 520°C bei 0% Nb auf unter 450°C bei 2% Nb ahnlich wie durch MO(Abb. 4)
60
!
114
-.--.
0 400
500
2Ti
\3Ti . 600 ‘=C
TA
Abb. 1. Permeabilitiit ~4 von Permalloy-Legierungen mit 765 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti) in AbhHngigkeit von der Anlasstemperatur TA Die angegebenen Werte der VickershLte gelten nach Anlassen bei 600°C. Fig. 1. Permeability /.q versus aging temperature TA for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 01-3 Mo-(Fe + Ti). The values of Vickers hardness listed in the table are obtained after aging at 6OO’C.
0 0
1
2
3 Gew.-%
Nb, Ti -
Abb. 3. Permeabilitiit ~4 optimal angelassener Permalloy-Legierungen mit 76,5 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb) in Abhangigkeit vom Niob- und Titangehalt. Fig. 3. Permeability lr4 for optimal aged Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb) versus contents of Nb and Ti.
F. Pfeifer und C. Radeloff / Das Anlassverhalten
220
van Hardpermalloy
Die Flussdichte Ballad, die praktisch der Sattigungs induktion entspricht, sinkt durch die nicht ferromagnetischen Zusatze von Nb oder Ti linear von ca. 0.78 T ohne Zusltze auf 0,55-0,60 T bei 3% Ti bzw. 3 Nb.
OC
600
4. Diskussion
4001 0
1
3
2 Nb,Ti,
MO
4
%
-
Abb. 4. Optimale Anlasstemperatur TAVOn Permalloy-Legicrungen mit 765 Nii4,5 Cu-3 Moo(Fe + Ti + Nb) bzw. 76,s Ni-4,5 Cu-(Fe + MO) in Abhangigkeit von den Zusgtzen.
Fig. 4. Optimal aging temperature TA versus contents for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 76.5 Ni-4.5 Cu-(Fe + MO).
0-3
Mo-(Fe
of additions + Ti + Nb) resp.
bei Legierungen ohne hartende Zusatze. Die Vickersharte HV = 130 liegt niedrig. Bemerkenswert ist, dass nach Abbn. 2 und 3 bei kombiniertem Zusatz von 2Ti t Nb die permeabilitatssenkende Wirkung des Ti aufgehoben wird und bei hoher Permeabilitat (6.5 000) hohere Hartewerte (200-240) erreicht werden als mit Nb oder Ti allein.
0,6 00 0.5
0
1
2
3 Gew.-%
Nb, Ti -
Abb. 5. Flussdichte BsA/cm 76,5 Nii4,5 Cu--3 Moo(Fe Niob- und Titangchalt.
von Permalloy-Legierungen + Ti + Nb) in Abhangigkeit
mit vom
Fig. 5. Induction ~~~~~~ versus contents of Nb and Ti for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb).
Die Ergebnisse konnen wie folgt verstanden werden. Bekannt ist, dass zur Erzielung hoher Permeabilitatswerte Nulldurchginge der Sittigungsmagnetostriktion X, und der Kristallenergie K1 eingestellt werden mtissen Ausserdem muss bei auftretenden Ausscheidungen oder anderen Stdrungen der Teilchendurchmesser klein gegen die Blochwanddicke sein. Die Teilchen sollen ausserdem nur geringe Verspannungen hervorrufen [lO,ll]. Bei den bekannten zusatzfreien Permalloy-Legierungen werden die Bedingungen K1 = 0 und X = 0 durch Legierungswahl und definierte Anlassbehandlung erreicht, wobei h = 0 im wesentlichen durch den Niund Cu-Gehalt, K1 = 0 durch den Ni- und Mo-Gehalt und die Anlassbehandlung bestimmt wird. Durch die Anlassbehandlung wird ein bestimmter kritischer Ordnungsgrad (Nah- und Fernordnung der Phase yiNi,-Fe * eingestellt, der zu K1 = 0 oder einem Minimum von 1K1 1bei Zimmertemperatur fiihrt, wahrend die Magnetostriktion dadurch nur wenig beeinflusst wird. Die bei den vorliegenden Untersuchungen festgestellte starke Abnahme der Permeabilitat durch TiZusatz (Abb. 4) ist sehr wahrscheinlich auf eine Zunahme der Kristallenergie K1 zuriickzuftihren, da durch den Ti-Zusatz weder die Magnetostriktion noch der Teilchendurchmesser der Ausscheidung y;-NiaTi * wesentlich verandert werden. Magnetostriktionsmessungen an Legierungen mit 2% Ti bzw. ohne Ti ergaben X = tl X 10-6. Der Teilchendurchmesser liegt nach [ 121 unter 10 nm und ist damit klein gegen die Blochwanddicke. Umgekehrt muss danach die Erhohung der Permeabilitat bei Zusatz von 2Ti + Nb auf einer Senkung von Kr und einer Abnahme der Magnetostriktion beruhen. Fur die Legierung mit 2Ti + 3Nb wurde X = 0,l X 10m6 gemessen. * Die binare Ordnungsphase
NisFe wird hier mit 7; bezeichnet zur Unterscheidung von der moglicherweise isotypen Ausscheidungsphase 7;.
F. Pfeifer und C. Radeloff 1 Das Anlassverhaltenvon Hardpermalloy
Fur das Ansteigen der optimalen Anlasstemperatur bei Legierungen mit Ti oder Ti und Nb-Zusatz ergeben sich zwei Moglichkeiten der Erklarung: 1) Die kritische Temperatur von y’,-NisFe wird erhoht und dadurch mit der Warmebehandlung der optimale Ordnungsgrad fur Kr = 0 in der Matrix eingestellt. 2) Die Ausscheidung von y;-Nis (Ti, Nb) im Gleichgewicht mit dem Mischkristall tritt so ein, dass die Zusammensetzung des Mischkristalls im geordneten Zustand Kr = 0 entspricht. Abschliessend ist zu bemerken, dass die Zusitze Ti, Ti t Nb, Ti t Ta, Al, Al + Nb wegen der Bildung von Ausscheidungen in Permalloylegierungen in ihrer Wirkung nicht wie die Zusatzelemente Cr, MO oder W betrachtet werden konnen, die im Ni-Fe-Mischkristall starker loslich sind und nicht zu aushartenden Ausscheidungen fiihren. Die durch die aushirtenden Zusatze erzielten Grundkonstanten-Anderungen und Ordnungsvorgange lassen sich deshalb nicht ohne weiteres in die von Rassmann und Hofmann [ 131 angegebenen Gesetzmissigkeiten einordnen.
5. Literatur [l] T. Miyazaki, R. Sawada und Y. Ishijima, IEEE Trans. Mag. MAG 8 (1972) 501.
221
[ 21 H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Trans. JIM 13 (1972) 182. [ 31 H. Shibaya und I. Fukuda, IEEE Trans. Mag. MAG 13 (1977) 1005. [4] T. Miyazaki, Y. Ishijima und Y. Sawasa, Hitachi Metals Ltd., Tokio, D-Offenlegungsschrift 2 225 020 v. 6.12. 1973. [5] H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Trans. JIM 16 (1975) 49. [6] H. Masumoto, M. Hinai und Y. Murakami, Trans. JIM 16 (1975) 657. [7] H. Masumoto, Y. Murakani und M. Hinai, Res. Inst. Elec. Magn. Alloys, Sendai (Japan), D-Auslegeschrift 22 12 062 (1975). [ 81 H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Res. Inst. Elec. Magn. Alloys, Sendai (Japan), D-Auslegeschrift 2 246 427 (1977). [9] F. Pfeifer, Z. Metallkde. 57 (1966) 295. [lo] A. Mager, in: Hgitetechnische Tagung (VEB Verlag Berlin, 1953) S. 176. [ll] F. Pfeifer und W. Kunz, J. Magn. Magn. Mat. 4 (1977) 214. [12] F. Pfeifer, I. Pfeifer und C. Radeloff, Z. MetaIlkde., in Vorbereitung. [ 131 H.G. Rassmann und W. Hofmann, in: “Magnetismus, Struktur und Eigenschaften magnetischer Festkiirper” (VEB Verlag, Leipzig, 1967).
EINFLUSS HARTESTEIGERNDER ZUSbTZE AUF DIE MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN UND DAS ANLASSVERHALTEN HOCHNICKELHALTIGER PERMALLOYLEGIERUNCEN INFLUENCE OF HARDENING ADDITIONS (Nb, Ti) ON THE MAGNETIC PROPERTIES AND THE ANNEALING BEHAVIOUR OF HIGH PERMEABILITY ALLOYS F. PFEIFER
und C. RADELOFF
Vacuumschmelze GmbH, Hanau, Bundesrep. Deutschland Eingegangen am 23. Juni 1978
An aushirtbaren Permalloy-Legierungen mit ca. 76% Nickel und ZusHtzen von Nb und Ti (bis 3%) wurde der Einfluss der ZusItze auf die magnetischen Eigenschaften, das Anlassverhalten und die Vickershtite untersucht. Die Basislegierung wurde auf h = 0 eingestellt. Die Ti- oder Nb-ZuGtze lndern h nur unbedeutend. Hohe Anfangspermeabilitit ergibt sich, wenn die Kristallanisotropiekonstante Kl = 0 ist. Bei normalen Permalloy-Legierungen erreicht man dies durch eine Anlassbehandlung unterhalb 55O”C, die zu einem kritischen Ordungsgrad der Phase Y’-Ni3Fe fiihrt. Bei den Legierungen mit Ti- und Nb-ZusBtzen erhilt man K1 = 0 dagegen durch eine Anlassbehandlung oberhalb 550°C. Hierbei bildet sich im Gegensatz zu den zusatzfreien Legierungen die Ordnungsphase r’-Nis(Ti, Nb, Fe), die such die hohen HHrtewerte verursacht. For hardenable permalloys with 76 wt% nickel the influence of hardening additions (Nb and Ti up to 3%) on the magnetic properties, the annealing behaviour and the Vickers hardness was investigated. An alloy with zero magnetostriction was chosen as the base, additions of Nb and Ti change h slightly. Customary permalloys achieve zero crystal anisotropy K1 and therefore high initial permeability by an annealing treatment at temperatures below 550°C which leads to a critical degree of NiaFe order. On the contrary, for alloys with additions of Ti and Nb, K1 = 0 and high permeability will be established only by a Ni3(Ti, Nb, Fe) superlattice order at annealing temperatures above 550°C which, simultaneously, causes the high values of the mechanical hardness (HV ca. 220).
1. Einleitung Miyazaki [l] und Masumoto [2] haben 1972 erstmals iiber Permalloy-Legierungen mit Zusatzen von Niob und Titan berichtet, die nach optimaler Wirmebehandlung Vickershirtewerte iiber 200 erreichen, ohne dass die PermeabilitCt stark gesenkt wir4. Fiir zusatzfreie Permalloys liegt HV dagegen bei 100. Die Htirtesteigerung wird dabei durch Ausscheidung von Teilchen der Ordnungsphase y’-Ni3 (Ti, Nb) erzielt, deren Durchmesser klein gegen die Blochwanddicke ist. Derartige Legierungen haben sich inzwischen wegen ihrer hohen Permeabilitit und hohen Verschleissfestigkeit als Werkstoffe fiir Magnetkijpfe in TonbandgerCten bewart. Die Basiszusammensetzung dieser als Hardpermalloy bekannten Legierungen besteht aus 70-80 Gew% Ni mit ZusStzen von MO und Cu, urn die Nulldurchglnge 218
von KJ und h einzustellen. Als aushartende Zusltze werden vor allem Ti, Nb, Al und Ta verwendet [3-81. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, an Permalloy-Basis-Legierungen mit Zusitzen von Nb und Ti, den Einfluss von Anlassbehandlungen auf Permeabilitat und Vickersharte zu bestimmen und das Verhalten mit dem der bekannten zusatzfreien Legierungen zu vergleichen.
2. Versuchsdurchfiihrung Die Untersuchungen wurden an vakuumgeschmolzenen NiFeCuMo-Basis-Legierungen mit 76,.5% Ni und 4.5% Cu durchgefiihrt, die nach [9] kleine Magnetostrik tion aufweisen. Auf Kosten des Eisens wurden dabei der Mo-Gehalt von 2,4-3,7%, der Nb- und Ti-Gehalt jeweils von O-3% variiert, wobei durch den unterschied-
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lichen Mo-Gehalt der Einfluss der magnetischen Kristallenergie Ki untersucht werden sollte. Aus den Ixgierungen wurden Ringbandkerne mit 0,l mm Banddicke hergestellt. Die Kerne wurden 4 h bei 1000°C unter Hz geghiht. Anschliessend wurden sie zur Anlassbehandlung von 7OO’Cauf die Anlasstemperatur TA = 450-7OO’C im Ofen abgekiihlt, 2 h gehalten, danach rasch auf Zimmertemperatur abgekiihlt. Gemessen wurden die Permeabilitit /.I~bei H= 4 mA/cm und 50 Hz, die Induktion B~*I,~ (praktisch Sattigungswert) sowie die Vickershkte HVe,a bei einer Belastung von 2 N.
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3. Ergebnisse In den Abb. 1 und 2 sind die Permeabilitlt und die Vickershlrte in Abhangigkeit von der Anlasstemperatur fur Legierungen mit 76,5% Ni - 4,5 Cu - 3 MO und Zusltzen von Ti, Nb sowie 2 Ti + Nb dargestellt. Die Abb. 3 und 4 zeigen p4 und die optimale Anlasstemperatur in Abhangigkeit vom Gehalt der Zusltze. Durch Ti-Zusatz (Abb. 1 und 3) sinkt p4 stark von 55 000 bei 1% Ti auf 8 000 bei 3% Ti. Die optimale Anlasstemperatur steigt dagegen von 490 auf 6OO’C. Die Harte nimmt mit dem Ti-Zusatz bis auf I-IV= 230 bei 3% Ti zu. Bei Zusatz von Nb (Abbn. 2 und 3) wird
Abb. 2. Permeabilitat 14 und Vickersharte HV in Abhiigigkeit von der Anlasstemperatur TA fur Permalloy-Legierungen mit 76,5 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb). Fig. 2. Permeability ~4 and Vickers hardness HV versus aging temperature TAfor Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo(Fe + Ti + Nb).
die Permeabilitlt wenig beeinflusst, die optimale Anlasstemperatur sinkt dagegen von 520°C bei 0% Nb auf unter 450°C bei 2% Nb ahnlich wie durch MO(Abb. 4)
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Abb. 1. Permeabilitiit ~4 von Permalloy-Legierungen mit 765 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti) in AbhHngigkeit von der Anlasstemperatur TA Die angegebenen Werte der VickershLte gelten nach Anlassen bei 600°C. Fig. 1. Permeability /.q versus aging temperature TA for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 01-3 Mo-(Fe + Ti). The values of Vickers hardness listed in the table are obtained after aging at 6OO’C.
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Abb. 3. Permeabilitiit ~4 optimal angelassener Permalloy-Legierungen mit 76,5 Ni-4,5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb) in Abhangigkeit vom Niob- und Titangehalt. Fig. 3. Permeability lr4 for optimal aged Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb) versus contents of Nb and Ti.
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van Hardpermalloy
Die Flussdichte Ballad, die praktisch der Sattigungs induktion entspricht, sinkt durch die nicht ferromagnetischen Zusatze von Nb oder Ti linear von ca. 0.78 T ohne Zusltze auf 0,55-0,60 T bei 3% Ti bzw. 3 Nb.
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Abb. 4. Optimale Anlasstemperatur TAVOn Permalloy-Legicrungen mit 765 Nii4,5 Cu-3 Moo(Fe + Ti + Nb) bzw. 76,s Ni-4,5 Cu-(Fe + MO) in Abhangigkeit von den Zusgtzen.
Fig. 4. Optimal aging temperature TA versus contents for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 76.5 Ni-4.5 Cu-(Fe + MO).
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Mo-(Fe
of additions + Ti + Nb) resp.
bei Legierungen ohne hartende Zusatze. Die Vickersharte HV = 130 liegt niedrig. Bemerkenswert ist, dass nach Abbn. 2 und 3 bei kombiniertem Zusatz von 2Ti t Nb die permeabilitatssenkende Wirkung des Ti aufgehoben wird und bei hoher Permeabilitat (6.5 000) hohere Hartewerte (200-240) erreicht werden als mit Nb oder Ti allein.
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Abb. 5. Flussdichte BsA/cm 76,5 Nii4,5 Cu--3 Moo(Fe Niob- und Titangchalt.
von Permalloy-Legierungen + Ti + Nb) in Abhangigkeit
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Fig. 5. Induction ~~~~~~ versus contents of Nb and Ti for Permalloys with 76.5 Ni-4.5 Cu-3 Mo-(Fe + Ti + Nb).
Die Ergebnisse konnen wie folgt verstanden werden. Bekannt ist, dass zur Erzielung hoher Permeabilitatswerte Nulldurchginge der Sittigungsmagnetostriktion X, und der Kristallenergie K1 eingestellt werden mtissen Ausserdem muss bei auftretenden Ausscheidungen oder anderen Stdrungen der Teilchendurchmesser klein gegen die Blochwanddicke sein. Die Teilchen sollen ausserdem nur geringe Verspannungen hervorrufen [lO,ll]. Bei den bekannten zusatzfreien Permalloy-Legierungen werden die Bedingungen K1 = 0 und X = 0 durch Legierungswahl und definierte Anlassbehandlung erreicht, wobei h = 0 im wesentlichen durch den Niund Cu-Gehalt, K1 = 0 durch den Ni- und Mo-Gehalt und die Anlassbehandlung bestimmt wird. Durch die Anlassbehandlung wird ein bestimmter kritischer Ordnungsgrad (Nah- und Fernordnung der Phase yiNi,-Fe * eingestellt, der zu K1 = 0 oder einem Minimum von 1K1 1bei Zimmertemperatur fiihrt, wahrend die Magnetostriktion dadurch nur wenig beeinflusst wird. Die bei den vorliegenden Untersuchungen festgestellte starke Abnahme der Permeabilitat durch TiZusatz (Abb. 4) ist sehr wahrscheinlich auf eine Zunahme der Kristallenergie K1 zuriickzuftihren, da durch den Ti-Zusatz weder die Magnetostriktion noch der Teilchendurchmesser der Ausscheidung y;-NiaTi * wesentlich verandert werden. Magnetostriktionsmessungen an Legierungen mit 2% Ti bzw. ohne Ti ergaben X = tl X 10-6. Der Teilchendurchmesser liegt nach [ 121 unter 10 nm und ist damit klein gegen die Blochwanddicke. Umgekehrt muss danach die Erhohung der Permeabilitat bei Zusatz von 2Ti + Nb auf einer Senkung von Kr und einer Abnahme der Magnetostriktion beruhen. Fur die Legierung mit 2Ti + 3Nb wurde X = 0,l X 10m6 gemessen. * Die binare Ordnungsphase
NisFe wird hier mit 7; bezeichnet zur Unterscheidung von der moglicherweise isotypen Ausscheidungsphase 7;.
F. Pfeifer und C. Radeloff 1 Das Anlassverhaltenvon Hardpermalloy
Fur das Ansteigen der optimalen Anlasstemperatur bei Legierungen mit Ti oder Ti und Nb-Zusatz ergeben sich zwei Moglichkeiten der Erklarung: 1) Die kritische Temperatur von y’,-NisFe wird erhoht und dadurch mit der Warmebehandlung der optimale Ordnungsgrad fur Kr = 0 in der Matrix eingestellt. 2) Die Ausscheidung von y;-Nis (Ti, Nb) im Gleichgewicht mit dem Mischkristall tritt so ein, dass die Zusammensetzung des Mischkristalls im geordneten Zustand Kr = 0 entspricht. Abschliessend ist zu bemerken, dass die Zusitze Ti, Ti t Nb, Ti t Ta, Al, Al + Nb wegen der Bildung von Ausscheidungen in Permalloylegierungen in ihrer Wirkung nicht wie die Zusatzelemente Cr, MO oder W betrachtet werden konnen, die im Ni-Fe-Mischkristall starker loslich sind und nicht zu aushartenden Ausscheidungen fiihren. Die durch die aushirtenden Zusatze erzielten Grundkonstanten-Anderungen und Ordnungsvorgange lassen sich deshalb nicht ohne weiteres in die von Rassmann und Hofmann [ 131 angegebenen Gesetzmissigkeiten einordnen.
5. Literatur [l] T. Miyazaki, R. Sawada und Y. Ishijima, IEEE Trans. Mag. MAG 8 (1972) 501.
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[ 21 H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Trans. JIM 13 (1972) 182. [ 31 H. Shibaya und I. Fukuda, IEEE Trans. Mag. MAG 13 (1977) 1005. [4] T. Miyazaki, Y. Ishijima und Y. Sawasa, Hitachi Metals Ltd., Tokio, D-Offenlegungsschrift 2 225 020 v. 6.12. 1973. [5] H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Trans. JIM 16 (1975) 49. [6] H. Masumoto, M. Hinai und Y. Murakami, Trans. JIM 16 (1975) 657. [7] H. Masumoto, Y. Murakani und M. Hinai, Res. Inst. Elec. Magn. Alloys, Sendai (Japan), D-Auslegeschrift 22 12 062 (1975). [ 81 H. Masumoto, Y. Murakami und M. Hinai, Res. Inst. Elec. Magn. Alloys, Sendai (Japan), D-Auslegeschrift 2 246 427 (1977). [9] F. Pfeifer, Z. Metallkde. 57 (1966) 295. [lo] A. Mager, in: Hgitetechnische Tagung (VEB Verlag Berlin, 1953) S. 176. [ll] F. Pfeifer und W. Kunz, J. Magn. Magn. Mat. 4 (1977) 214. [12] F. Pfeifer, I. Pfeifer und C. Radeloff, Z. MetaIlkde., in Vorbereitung. [ 131 H.G. Rassmann und W. Hofmann, in: “Magnetismus, Struktur und Eigenschaften magnetischer Festkiirper” (VEB Verlag, Leipzig, 1967).