一種無鐵磁性、高強度、強立方織構Ni-W-Al三元合金基帶的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高溫涂層超導體用織構金屬基帶的合成技術領域，具體涉及一種無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備方法。
【背景技術】
[0002]以YBCO為代表的第二代高溫超導材料具有“弱連接”的特點，其臨界電流密度強烈地依賴于晶界夾角，因此，獲得具有良好雙軸取向的YBCO是獲得高性能超導材料的關鍵。在具有立方織構的基帶上外延生長過渡層及YBCO薄膜能夠獲得具有雙軸織構的超導帶材，從而獲得高的臨界電流密度，是目前制備超導帶材的主要研宄思路，而高性能織構金屬基帶的制備是獲得高性能涂層超導帶材的前提條件。目前，織構N1-5at.%W合金基帶已經商業化生產，但是由于其在液氮溫區具有鐵磁性，在交流電的應用中會造成磁滯損耗，并且強立方織構的N1-5at.%W合金基帶的機械強度較低，限制了超導材料的應用范圍。研宄表明，隨著鎢原子含量的增加，鎳鎢合金的機械強度逐漸增加，并且當W的原子百分含量達到9%以上時，鎳鎢合金基帶在液氮溫區表現為無鐵磁性，但是當W的原子百分含量達到9%以上時，難以通過傳統的基帶制備路線獲得強立方織構。因此，如何制備高性能的鎳鎢合金基帶是織構金屬基帶面臨的一個巨大挑戰。

【發明內容】

[0003]本發明解決的技術問題是提供了一種無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備方法，該制備方法有效解決了 N1-5at.%ff合金基帶的機械強度低，以及在液氮溫區具有鐵磁性的問題，進而滿足了更多領域的應用要求。
[0004]本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)初始合金坯錠的制備
將純度均為99.9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%的配比進行混合，再將混合材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得Ni_5at.°麗合金鑄錠，然后將Ni_5at.%W合金鑄錠與純度為99.95%的鋁塊置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得N1-W-Al三元合金鑄錠，其中Al的原子百分含量為1%_2%，隨后將得到的N1-W-Al三元合金鑄錠在1200-1250°C保溫1.5小時后進行熱鍛，然后進行熱軋獲得初始坯錠，其中終軋溫度為120(TC，道次變形量為8%-15%，總變形量為35%-55% ；
(2)冷軋合金基帶的制備
對上述熱軋后的初始合金坯錠進行道次變形量為5%-12%、總變形量為97.2%-98%的冷軋處理，獲得厚度為60-100微米的冷軋合金基帶；
(3)無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備
將上述冷軋后的合金基帶在氬氫混合氣體的保護下進行再結晶熱處理得到具有無鐵磁性、高強度、強立方織構的N1-W-Al三元合金基帶，其中氬氫混合氣體中氫氣的體積含量為3%，再結晶熱處理工藝為1100-1150°C保溫50分鐘。
[0005]本發明在Ni_5at.%ff合金中加入微量的Al，通過真空感應熔煉獲得成分均勻的N1-W-Al三元合金鑄錠，最后得到的織構N1-W-Al三元合金基帶與傳統的N1-5at.%W二元合金基帶相比不僅提高了合金基帶的機械強度，而且使合金基帶的居里溫度降低到液氮溫區以下。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明實施例1制得的N1-W-Al三元合金基帶表面的(111)面極圖，圖2是本發明實施例2制得的N1-W-Al三元合金基帶表面的(111)面極圖。
【具體實施方式】
[0007]以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。
[0008]實施例1
將純度均為99.9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%的配比進行混合，再將混合材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得Ni_5at.°麗合金鑄錠，然后將Ni_5at.%W合金鑄錠與純度為99.95%的鋁塊置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得N1-W-Al三元合金鑄錠，其中Al的原子百分含量為1%，隨后將得到的N1-W-Al三元合金鑄錠在1200°C保溫1.5小時后進行熱鍛，然后進行熱軋獲得初始坯錠，其中終軋溫度為1200°C，道次變形量為8%-15%，總變形量為35%-55% ;對熱軋后的初始合金坯錠進行道次變形量為5%-12%、總變形量為97.2%-98%的冷軋處理，獲得厚度為60微米的冷軋合金基帶；最后將冷軋合金基帶在氬氫混合氣體的保護下進行再結晶熱處理，其中氬氫混合氣體中氫氣的體積含量為3%，再結晶熱處理工藝為1100°C保溫50分鐘，最終得到具有無鐵磁性、高強度、強立方織構的N1-W-Al三元合金基帶，該三元合金基帶在液氮溫區無鐵磁性，并且具有高的屈服強度。該三元合金基帶表面的(111)面極圖如圖1所示，該三元合金基帶在室溫下的屈服強度為240MPa，與相應的N1-5at.%ff合金基帶相比屈服強度得到了明顯的改善。
[0009]實施例2
將純度均為99.9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%的配比進行混合，再將混合材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得Ni_5at.°麗合金鑄錠，然后將Ni_5at.%W合金鑄錠與純度為99.95%的鋁塊置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得N1-W-Al三元合金鑄錠，其中Al的原子百分含量為2%，隨后將得到的N1-W-Al三元合金鑄錠在1250°C保溫1.5小時后進行熱鍛，然后進行熱軋獲得初始坯錠，其中終軋溫度為1200°C，道次變形量為8%-15%，總變形量為35%-55% ;對熱軋后的初始合金坯錠進行道次變形量為5%-12%、總變形量為97.2%-98%的冷軋處理，獲得厚度為100微米的冷軋合金基帶；最后將冷軋合金基帶在氬氫混合氣體的保護下進行再結晶熱處理，其中氬氫混合氣體中氫氣的體積含量為3%，再結晶熱處理工藝為1150°C保溫50分鐘，最終得到具有無鐵磁性、高強度、強立方織構的N1-W-Al三元合金基帶，該三元合金基帶在液氮溫區無鐵磁性，并且具有高的屈服強度。該三元合金基帶表面的(111)面極圖如圖2所示，該三元合金基帶在室溫下的屈服強度為260MPa，與相應的N1-5at.%ff合金基帶相比屈服強度得到了明顯的改善。
[0010]以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。
【主權項】
1.一種無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)初始合金坯錠的制備 將純度均為99.9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%的配比進行混合，再將混合材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得Ni_5at.°麗合金鑄錠，然后將Ni_5at.%W合金鑄錠與純度為99.95%的鋁塊置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得N1-W-Al三元合金鑄錠，其中Al的原子百分含量為1%_2%，隨后將得到的N1-W-Al三元合金鑄錠在1200-1250°C保溫1.5小時后進行熱鍛，然后進行熱軋獲得初始坯錠，其中終軋溫度為120(TC，道次變形量為8%-15%，總變形量為35%-55% ； (2)冷軋合金基帶的制備 對上述熱軋后的初始合金坯錠進行道次變形量為5%-12%、總變形量為97.2%-98%的冷軋處理，獲得厚度為60-100微米的冷軋合金基帶； (3)無鐵磁性、高強度、強立方織構N1-W-Al三元合金基帶的制備 將上述冷軋后的合金基帶在氬氫混合氣體的保護下進行再結晶熱處理得到具有無鐵磁性、高強度、強立方織構的N1-W-Al三元合金基帶，其中氬氫混合氣體中氫氣的體積含量為3%，再結晶熱處理工藝為1100-1150°C保溫50分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種無鐵磁性、高強度、強立方織構Ni-W-Al三元合金基帶的制備方法，屬于高溫涂層超導體用織構金屬基帶的合成技術領域。本發明在Ni-5at.%W合金中加入微量的Al，通過真空感應熔煉獲得成分均勻的Ni-W-Al三元合金鑄錠，最后得到的織構Ni-W-Al三元合金基帶與傳統的Ni-5at.%W二元合金基帶相比不僅提高了合金基帶的機械強度，而且使合金基帶的居里溫度降低到液氮溫區以下。
【IPC分類】C22C19/03, C22C1/02
【公開號】CN104894415
【申請號】CN201510299138
【發明人】劉志勇, 李萌, 楊炳方, 黎文峰, 何庭偉
【申請人】河南師范大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月3日