[科普中國(guó)]-精密合金

精密合金，是具有特殊物理性能（如磁學(xué)、電學(xué) 、熱學(xué)等性能）的金屬材料。絕大多數(shù)精密合金是以黑色金屬為基的，只有少數(shù)是以有色金屬為基的。通常包括磁性合金（見(jiàn)磁性材料）、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電性合金、貯氫合金（見(jiàn)貯氫材料）、形狀記憶合金、磁致伸縮合金（見(jiàn)磁致伸縮材料）等。

分類通常包括磁性合金（見(jiàn)磁性材料）、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電性合金、貯氫合金（見(jiàn)貯氫材料）、形狀記憶合金、磁致伸縮合金（見(jiàn)磁致伸縮材料）等。

此外，實(shí)際應(yīng)用中也常把一些新型合金劃入精密合金的范疇，如阻尼減振合金、隱身合金（見(jiàn)隱身材料）、磁記錄合金、超導(dǎo)合金、微晶非晶合金等。

精密合金按其不同的物理性能又分為7類，即：軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電隅合金。

絕大多數(shù)精密合金是以黑色金屬為基的，只有少數(shù)是以有色金屬為基的1。

案例磁性合金包括軟磁合金和硬磁合金 （又稱永磁合金）。前者矯頑力低（m），后者矯頑力大（>104A/m）。常用的有工業(yè)純鐵、電工鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鋁鎳鈷系合金、稀土鈷系合金等。

熱雙金屬是不同膨脹系數(shù)的兩層或兩層以上的金屬或合金沿整個(gè)接觸面彼此牢固結(jié)合而構(gòu)成的復(fù)合材料。高膨脹合金作主動(dòng)層，低膨脹合金作被動(dòng)層，中間可加入夾層。隨溫度的變化熱雙金屬可發(fā)生彎曲，用于制造熱繼電器、斷路器、家用電器啟動(dòng)器及化學(xué)工業(yè)和動(dòng)力工業(yè)用的液體、氣體控制閥等。

電性合金包括精密電阻合金、電熱合金、熱電偶材料和電觸頭材料等，廣泛用于電工器件、儀器、儀表制造領(lǐng)域。

磁致伸縮合金是具有磁致伸縮效應(yīng)的一類金屬材料，常用的有鐵基合金和鎳基合金，用于制造超聲和水聲換能器件、振蕩器、濾波器和傳感器等。

精密合金的冶煉方法選擇1.在選擇精密合金的冶煉方法時(shí)，要從質(zhì)量、爐批量成本等方面綜合考慮，在大多數(shù)情況下。如要求超低碳精確控制成份，脫氣，提高純凈度等。采用電弧爐加爐外精煉方式，是一種較為理想的方式，在高質(zhì)量要求的前提下，真空感應(yīng)爐仍不失是一種好的方法.但應(yīng)盡可能梁用較大的容量。

2.應(yīng)當(dāng)注意澆注技術(shù)，防止鋼液在澆注過(guò)程中的沽污，而水平連注對(duì)精密合金來(lái)說(shuō)更具有獨(dú)特的意義2。

精密合金的冶煉方法真空感應(yīng)熔煉其特點(diǎn)是在較優(yōu)質(zhì)的原材料條件下，能夠冶煉純凈度較高氣體含量較少，化學(xué)成份控制精確的合金。這是由于真空感應(yīng)爐具備有鋼液長(zhǎng)期在高真空下精煉；強(qiáng)烈的感應(yīng)攪伴以及中間取樣手段等功能所致，從容量來(lái)看亦有不斷擴(kuò)大趨勢(shì)，如美國(guó)已有15噸容量的大型真空感應(yīng)爐用以生產(chǎn)高溫合金和精密合金，西德有一臺(tái)世界上最大的30噸真空感應(yīng)爐。

電弧爐冶煉用電弧爐來(lái)冶煉精密合金無(wú)疑是一種對(duì)舊傳統(tǒng)的突破。正如前述，就整個(gè)精密合金來(lái)說(shuō)，它有各種各樣不同的要求，針對(duì)具體要求選用最經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)冶煉，是比較科學(xué)而合理的，上海鋼鐵研究所早在1974年開(kāi)始應(yīng)用電弧爐冶煉4J29等30種牌號(hào)的精密合金沿用，已取得了良好的效果，以后國(guó)內(nèi)一些兄弟單位亦絡(luò)續(xù)開(kāi)始采用。與此同時(shí)，隨著一近年來(lái)國(guó)外對(duì)電弧爐裝備和工藝改革發(fā)展迅速，以此為借鑒，可使精密合金采用電弧爐冶煉取得更好的發(fā)展。

鑄錠技術(shù)鑄錠是冶煉工序中不可缺少而且是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是對(duì)高合金鋼高強(qiáng)度鋼而言，鑄錠更為重要。因?yàn)橥捎阼T錠不慎導(dǎo)致前功盡棄。

為了解決鑄錠的質(zhì)量問(wèn)題，核心是如何在澆注過(guò)程中防止二次氧化的問(wèn)題。

1)真空澆注，即在真空條件下完成澆注作業(yè)，如真空感應(yīng)爐，但缺點(diǎn)是投資大，操作費(fèi)用高；

2)保護(hù)澆注，即在鋼包底部水口周圍按裝惰性氣體保護(hù)裝置，防止空氣對(duì)鋼液的沾污。同時(shí)在鋼錠模鋼液表面放置保護(hù)渣以與空氣隔絕；

3)水平連注，對(duì)于小批量高合金鋼而言，水平連注將是一種十分有效的方法，這是因?yàn)樗竭B注不僅在提高成材率降低成本等方面，而特別是在防止?jié)沧⒅卸窝趸兴莫?dú)特的優(yōu)越性.這是由于水平連注機(jī)的中間包直接與結(jié)晶器連接，呈現(xiàn)了完整的全封閉系統(tǒng)，同時(shí)由于鋼液直接在水冷的銅結(jié)晶器中快速冷卻，這種獨(dú)特的結(jié)晶組織使一切熱加工性能較差的合金有了明顯的改善，上海鋼研所已開(kāi)展水平連注技術(shù)的研究。

當(dāng)前世界上水平連注技術(shù)正處于迅速發(fā)展時(shí)期，已有較多突破。在這方面卓有成效的有美國(guó)、西德、意大利和日本等3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)