1J32软磁合金卷板百科解析

1J32软磁合金卷板百科解析

1. 核心定义与类别

基础定位： 1J32 属于镍铁基精密软磁合金，执行中国国标 GB/T 15018-1994（现已整合入 GB/T 15018-2020《精密合金》）。

核心特性： 以优异的软磁性能为核心，兼具中高饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力及低磁滞损耗。

形态特征： “卷板”指其以冷轧薄带形态卷绕成卷供货，厚度通常在 0.05mm 至 1.0mm 范围（常见规格为 0.1mm, 0.2mm, 0.35mm），宽度可定制。

2. 化学成分与组织基础

镍铁主导： 主要成分为 镍（Ni）约 32% 和 铁（Fe）约 余量（接近 68%）。

关键添加： 含有精确控制的少量 钼（Mo）（约 2-3%）和 铜（Cu）（约 0.3-0.6%），用于优化磁性能、电阻率及工艺性。

微量控制： 严格限制碳、硫、磷、锰、硅等杂质元素含量，确保高纯净度，保障磁性能。

晶体结构： 热处理（最终高温退火）后形成均匀的面心立方（FCC）奥氏体组织，这是其获得优异软磁性能的微观基础。

3. 核心磁性能参数

高饱和磁感应强度 (Bs)： 典型值 ≥ 1.50 T（特斯拉），在镍铁软磁合金中处于中高水平，利于器件小型化、轻量化。

高初始磁导率 (μi)： 典型值 ≥ 25,000 mH/m（毫亨/米），表明材料在弱磁场下极易磁化。

高最大磁导率 (μm)： 典型值 ≥ 125,000 mH/m，代表材料能被磁化达到的最佳效率。

低矫顽力 (Hc)： 典型值 ≤ 4.0 A/m（安培/米），意味着材料磁化状态容易改变，磁滞损耗小。

低剩余磁感应强度 (Br)： 典型值 ≤ 0.60 T，利于器件在磁场消失后快速退磁。

低磁滞损耗 (Wh)： 在特定测试条件下（如 B=1.0T, f=50Hz）具有较低值，能量转换效率高。

居里温度 (Tc)： 约 400°C，在此温度以上材料失去铁磁性。

电阻率 (ρ)： 约 0.60 μΩ·m，显著高于纯铁，有助于降低涡流损耗，尤其在中低频应用。

4. 关键物理与机械性能

密度： 约 8.20 g/cm³。

硬度： 软态（退火态）维氏硬度 HV ≤ 120。

抗拉强度： 软态（退火态）抗拉强度 Rm ≈ 500 - 600 MPa。

伸长率： 软态（退火态）伸长率 A ≥ 30%，具有良好的延展性和成型加工性。

热膨胀系数： 在 20-100°C 范围内，平均线膨胀系数约为 9-10 × 10⁻⁶ /K。

工作温度： 磁性能稳定的常用温度范围通常为 -40°C 至 +100°C。

5. 核心优势特点

综合磁性能优异： 高 μi, μm 与中高 Bs 的出色平衡。

低损耗： 低 Hc 和 Wh 带来良好的能量效率。

加工性能好： 良好的延展性（高 A%）使其易于冲压、弯曲、卷绕等精密加工。

稳定性： 经合适热处理后，磁性能稳定性较好。

卷板形态优势： 薄带卷材特别适合高效率、大批量生产层叠铁芯（EI芯、UI芯等）和环形绕带铁芯。

6. 典型应用领域

精密电流互感器 (CT) 与电压互感器 (PT) 铁芯： 利用其高精度、低损耗特性，是电能计量和保护装置的核心元件。

高灵敏度磁放大器： 依赖其高磁导率和低矫顽力实现小信号控制。

高精度磁调制器： 需要材料具备优良的线性度和稳定性。

高性能磁屏蔽： 利用高磁导率有效引导和分流杂散磁场，保护敏感器件。

高可靠性继电器铁芯： 要求快速响应和低损耗。

精密电磁阀铁芯： 需要良好的动态响应和能效。

中低频（工频至音频范围）变压器铁芯： 在特定要求高磁导率或特定Bs的应用中使用。

传感器敏感元件： 用于特定类型的磁场或电流传感器。

7. 工艺关键点

冷轧成形： 通过多道次冷轧达到目标厚度和表面质量。

最终热处理： 最关键工序。需在 纯净氢气或高真空 环境下进行 高温退火（通常在 1100°C - 1200°C），保温足够长时间后缓慢冷却。此过程实现充分再结晶、晶粒长大、杂质去除、内应力消除，并形成最佳织构，从而获得最优软磁性能。卷材常采用罩式退火或连续退火方式。

应力控制： 后续加工（如冲剪、焊接、紧固）引入的应力会显著劣化磁性能（μ降低，Hc升高），必要时需进行 去应力退火（较低温度，如 400-550°C）。

8. 选型与应用考量

频率范围： 优势在直流至中低频（kHz以下），更高频时电阻率相对不足导致涡流损耗显著增加。

成本因素： 相比硅钢片（如 DW540）成本更高，适用于对性能有苛刻要求的高端领域。

应力敏感性： 磁性能对机械应力敏感，器件设计、制造和装配中需特别注意。

替代选择： 在需要更高Bs或更高电阻率/更低高频损耗时，可能考虑 1J50 (更高Ni, 更高Bs)、1J79/1J85 (更高Ni, 更高μi, 更低Bs) 或铁硅铝（Sendust）、非晶/纳米晶合金等。

总结：
1J32软磁合金卷板是国产镍铁基软磁材料的重要代表，凭借其高磁导率、中高饱和磁感、低矫顽力与低损耗的卓越综合性能，以及良好的加工成型性，成为制造高精度、高灵敏度、低损耗电磁器件（尤其是互感器、磁放大器、磁屏蔽等）核心铁芯的理想材料之一。其薄带卷材形态极大便利了自动化、大批量生产。理解其性能特点、应用范围和工艺敏感性对于正确选型和保障器件性能至关重要。

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。