1J31磁温度补偿铁镍合金百科解析

1J31磁温度补偿铁镍合金百科解析

一、 概述与定义

1J31合金是一种具有特定磁温度特性的精密软磁合金，其命名遵循中国国家标准GB/T 32286.1《软磁合金 第1部分：铁镍合金》。该标准规定了各类软磁合金的技术要求，其中“1J”系列专指铁镍软磁合金，“31”是其独特的序号，代表了其特定的化学成分和核心的“磁温度补偿”性能。

顾名思义，磁温度补偿合金是指其磁性能（特别是磁感应强度）随着环境温度的变化而发生规律性的、可预测的变化。1J31合金的核心价值在于，其磁感应强度（B）随温度升高而近似线性地显著下降。利用这一特性，可以巧妙地补偿由于温度变化引起的测量仪表或电磁装置中磁场的波动，从而保证仪器和设备在宽温域内的测量精度和工作稳定性。

二、 化学成分与核心特性

1. 化学成分：
1J31合金是一种以铁（Fe）和镍（Ni）为基体，并加入关键合金元素钼（Mo）的精密合金。其典型的化学成分范围（重量百分比）为：镍（Ni）含量约为30.5%~32.0%，钼（Mo）含量约为1.0%~1.0%，其余为铁（Fe）以及极少量的杂质元素（如碳、硅、锰、磷、硫等）。钼的加入对获得所需的磁温度系数起到了至关重要的作用。

2. 核心磁性能：
其最关键的磁性能是磁温度系数，即单位温度变化引起的磁感应强度的相对变化率。1J31合金在一定的磁化场强度和温度区间内（通常是-40℃至+80℃），具有负的且绝对值较大的磁温度系数（例如 αB ≈ -（1.5 ~ 2.5）×10⁻⁴/℃ 量级）。这意味着温度每升高1摄氏度，其磁感应强度会减少约万分之一点五到二点五。

3. 其他物理与机械性能：

居里温度（Tc）： 相对较低，通常在200~300℃之间，这与其磁性能对温度的敏感性密切相关。

饱和磁感应强度（Bs）： 中等水平，明显低于高镍含量的坡莫合金（如1J79），但高于硅钢等材料。

电阻率： 较低，这意味着在交变磁场中可能会产生一定的涡流损耗，因此它更适用于直流或低频场合。

力学性能： 具有良好的延展性和韧性，可以进行冷轧加工成极薄的带材，也能进行车削、铣削等机械加工，但硬度相对较低。

密度： 约在8.1 g/cm³左右。

三、 磁温度补偿原理

磁温度补偿原理是1J31合金应用的物理基础。在许多电磁仪表（如电表、电压表、电流表）和传感器中，都有一个由永久磁铁提供的恒定磁场。然而，永久磁铁本身的磁性能会随着温度升高而减弱（负温度系数），这会导致整个磁路的磁场强度下降，从而引起测量误差。

为了解决这个问题，可以在磁路中巧妙地引入一片或数片1J31合金制成的磁分路器（补偿片）。这片补偿片被安置在磁极附近，分流一部分磁通。当环境温度升高时：

永久磁铁的磁场减弱（趋势是使仪表读数偏慢）。

同时，1J31补偿片的磁导率也急剧下降，其分流作用减弱，使得更多磁通回到主工作气隙中。

通过精确设计和匹配，1J31补偿片磁性能的下降可以恰好抵消永磁体磁场强度的下降，从而使工作气隙中的有效磁通量在整个工作温度范围内保持基本恒定，实现了温度的自动补偿，保证了仪表的精度。

四、 主要应用领域

基于其独特的负磁温度系数特性，1J31合金主要用于制造磁温度补偿元件，广泛应用于：

电工测量仪表： 这是最经典的应用领域。用于补偿动圈式仪表（如万用表、电压表、电流表、功率表）中磁系统的温度误差。

速度传感器与测速发电机： 补偿因温度变化引起的输出信号波动，确保转速测量的准确性。

行波管、磁控管等微波器件： 用于稳定其工作磁场，补偿环境温度或自身发热带来的影响。

磁屏蔽： 在某些对温度有特定要求的场合，也可用于制作磁屏蔽罩。

其他精密电磁装置： 任何需要稳定磁路工作点的直流或低频电磁系统中，都有可能用到1J31作为补偿元件。

五、 加工与热处理

1J31合金的最终性能极大程度依赖于正确的加工和热处理工艺。

冷加工： 合金具有良好的塑性，可以通过冷轧制成不同厚度的带材、箔材，或通过拉拔制成丝材。

热处理（关键工序）： 冷加工后的合金存在内应力，会恶化磁性能，必须进行最终退火处理。退火通常在保护性气氛（如氢气或真空）中进行，以防止氧化。退火工艺包括升温、保温和冷却三个阶段，精确控制退火温度（一般在1000~1150℃之间）和冷却速度是获得高且稳定磁温度系数的关键。快冷（如水淬）通常有助于获得所需的性能。

六、 总结

1J31合金是GB/T 32286.1标准中定义的一种经典磁温度补偿软磁材料。它并非以高磁导率或高饱和磁感应强度见长，而是以其独特、可控的负磁温度系数为核心价值。通过精心的磁路设计和严格的热处理工艺，它成为高精度电工仪表和电磁设备中不可或缺的“温度稳定性卫士”，默默无闻地确保了各类仪器在复杂温度环境下的测量准确性和运行可靠性。尽管如今数字化技术日益发展，但在许多基础工业和高可靠性领域，1J31这类功能材料依然发挥着不可替代的作用。

以下是根据常见的国际标准（如ASTM、ASME等）和知名生产商（如SMC、哈氏、特材等）的牌号，为您整理的上海商虎有色金属有限公司很可能供应的镍基合金牌号列表：

一、 高温合金/耐热合金 (主要用于高温环境)

这类合金具有优异的高温强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel系列 (如：SMC/特殊金属公司)

Inconel 600 (对应中国牌号: GH3600)

Inconel 601 (GH3601)

Inconel 625 (GH3625) - 同时具有极佳的耐腐蚀性

Inconel 718 (GH4169) - 应用最广泛的高温合金之一，常用于航空航天

Inconel X-750 (GH4145)

Hastelloy系列 (如：哈氏合金，现属Haynes国际)

Hastelloy X (GH3536) - 优异的高温强度和抗氧化性

Haynes系列

Haynes 230 - 优异的强度和抗氧化性

国产及欧洲牌号

GH3030, GH3039, GH3128 等国产高温合金牌号。

二、 耐腐蚀合金 (主要用于苛刻的腐蚀环境)

这类合金在酸、碱、盐等腐蚀介质中表现卓越。

Hastelloy系列 (耐腐蚀王牌)

Hastelloy C-276 (NS334) - “万能”防腐合金，抗点蚀和缝隙腐蚀极佳

Hastelloy C-22 (NS3604) - *比C-276更优异的抗局部腐蚀能力*

Hastelloy B-2 (NS322) - 耐盐酸和还原性介质腐蚀

Hastelloy B-3 - *B-2的升级版，性能更稳定*

Incoloy系列 (如：SMC/特殊金属公司，铁镍基，耐腐蚀兼有耐热性)

Incoloy 800/800H/800HT (GH4080)

Incoloy 825 (NS142)

Incoloy 925

Monel系列 (耐海水和还原性介质)

Monel 400 (N04400)

Monel K-500 (N05500)

其他重要牌号

Alloy 20 (Carpenter 20, N08020) - 耐硫酸和含有氯离子的溶液

Inconel 625 - 同样具有极佳的耐腐蚀性，尤其耐点蚀

三、 精密合金/特种合金

Ni201 (纯镍, N02201) - 高导热导电性，耐苛性碱腐蚀

Ni200 (纯镍, N02200)

重要提示：

具体供应情况需确认：以上列表是基于行业通用牌号的整理。上海商虎的具体库存和可订购的牌号会随市场行情和采购渠道变化。最准确的方式是直接联系该公司的销售或客服人员，提供您需要的具体牌号（如Inconel 625）或执行标准（如ASTM B444 UNS N06625），他们能给出最确切的答复和现货/期货信息。

形态齐全：这些合金通常以多种形态供应，如板材、棒材、管材、丝材、锻件、法兰等。

标准认证：正规供应商会提供材质证明（MTC），确保材料符合ASTM, ASME, DIN, EN, GB等标准。

总结：

您可以向上海商虎咨询上述几乎所有主流镍基合金牌号。为了获得最精确的信息，建议您：

明确需求：确定您需要合金的具体牌号和产品形态（如板、管、棒等）。

直接联系：访问其官方网站或通过工商信息平台找到其联系方式，直接向销售部门查询。

希望以上信息能对您有所帮助！