什么是精密合金?

[拼音]：jingmi hejin

[外文]：precision alloys

具有特殊物理性能(如磁学、电学、热学等性能)，用来制造电子、电工器件和精密仪器、仪表的金属材料。其中一些合金还兼具特定的化学和力学性能。精密合金一词来源于俄文Прецизионные сплавы，中国始用于20世纪50年代。日本称这类材料为电磁合金，美、英等国称为磁性合金（magnetic alloys），并且所包括的材料品种也不尽相同。精密合金通常包括软磁合金、硬磁（永磁）合金、半硬磁合金、高磁致伸缩合金、精密电阻合金、d性合金、膨胀合金、热双金属、热电偶材料、触点材料等。

磁滞回线(图1)是磁性材料基本特性曲线。Hc为矫顽力，Hc值低于10Oe的合金为软磁合金；作为软磁合金，通常希望Hc值尽量小，即磁滞回线所包围的面积愈窄小愈好。目前这类合金的Hc最低值约为0.002Oe。Hc值为10～300Oe的合金为半硬磁合金。Hc值高于300Oe的合金为硬磁合金。作为硬磁合金，通常希望Hc值尽量大，即磁滞回线所包围的面积愈宽大愈好。目前这类合金的Hc最高值约10000Oe。

磁性材料在磁化时发生的尺寸变化称为磁致伸缩，在饱和磁化下所产生的磁致伸缩称为饱和磁致伸缩(λs)。λs≥30×10-6的合金一般称为磁致伸缩合金或高磁致伸缩合金。图2示出几种 Fe-Co合金的磁致伸缩随磁场变化的曲线。钴含量高的合金λs都很高，都属于磁致伸缩合金。

包括高d性合金和恒d性合金。恒d性合金又称艾林瓦(Elinvar)合金，它的d性模量(E)在一定的温度范围内几乎不随温度变化，即E的温度系数很小(10-5～10-7℃-1)。图3示出Fe-Ni合金和艾林瓦型36Ni－12Cr-Fe合金的E随温度变化的典型曲线。图中的曲线2表明在一定的温度范围内E几乎保持恒定。

包括定膨胀合金（膨胀合金）和低膨胀合金两种。低膨胀合金又称因瓦(Invar)合金，这类合金热膨胀系数极低(10-6～10-7℃-1)，在一定的温度范围内尺寸几乎不随温度变化。图4示出因瓦型合金的膨胀曲线在一定温度范围内有一平台。

电阻率温度系数很小(约 10-6℃-1)的合金，在一定温度范围内电阻率基本上不随温度变化。图5为几种精密电阻合金的电阻率随温度变化的曲线。曲线比较平坦的区域电阻率变化很小。

由热膨胀系数不同的两层或多层合金牢固结合在一起的复合材料。其中一层是低热膨胀合金，另一层是热膨胀系数较高的合金。如图6所示，热双金属随温度的变化出现热偏转。选择不同的组元层可以得到不同的热偏转，由此可以产生一定的力，用以控制开关。

精密合金广泛用于精密仪器、仪表以及电子、电工器件，如电声器件、电子计算机、微波器件、电学测量器件、变压器和电机等。

精密合金的许多物理特性都对材料的微观结构敏感，其特性同成分、非金属夹杂物、晶体结构、磁结构、原子有序度以及晶体缺陷和应力等有密切关系。因此，必须严格控制精密合金的制造工艺。产品一般都要求具有精确的外形尺寸和光洁的表面。主要工艺有:熔炼和塑性加工法、铸造法和粉末冶金法。精密合金的熔炼大都采用真空熔炼（见真空冶金）工艺。有些合金要求具有一定的晶体择优取向（晶体织构）和磁取向（磁织构）。所以有的合金在铸造时采用定向结晶工艺以形成一定的晶体取向，有的则需通过几个工序（如热处理和塑性加工等工序）的组合，以形成所需要的晶体取向；有些合金则须在一定的工序中施加一磁场，例如在一定的磁场下进行压制成型，或进行磁场热处理，以形成磁取向；有些合金须在一定的介质中进行热处理，例如氢气热处理等。