[科普中国]-饱和磁化强度

简介

饱和磁化强度是铁磁性物质的一个特性。铁磁性物质在外磁场作用下磁化，开始时，随着外磁场强度的逐渐增加，物质的磁化强度也不断增大；当外磁场增加到一定强度以后，物质的磁化强度便停止增加而保持在一个稳定的数值上，这时物质达到了饱和磁化状态。这个稳定的磁化强度数值就叫做这个物质的饱和磁化强度。不同种类的铁磁性物质，饱和磁化强度的数值也不同1。

测量方法测定Ms的方法较多，现介绍两种。

第一是根据电磁感应，测量样品内部或样品周围的磁通量来确定Ms值。磁介质中的磁感应强度B与磁场强变H及磁化强度M之间的普遍关系式为

B=μ0(H+M)

当样品磁化到饱和状态时有

B=μ0(Hm+Ms)

第二种方法是通过被测样品在梯度磁场中受力的大小来测量Ms值，如常用的天平法、环秤法即属于这一类。

计量单位SI单位制为A/m。

饱和磁化强度的应用（1）Ms值与合金碳含量的良好单一性对应关系

Ms的变量在测量灵敏度范围之内，可以使合金碳含量的测量精度达0.01% , 而且是无破坏测试，方法简便、快速。

（2）Ms值与合金内部微观组织结构的对应关系及其与合金抗弯强度的内在关系

合金的抗弯强度主要取决于合金内部微观组织结构， 在Aoo级的状况下，Ms值与其有良好的对应关系。因此， 应用Ms值来表征合金的抗弯强度是可行的， 与常用的金相分析及物性分析方法比较， 其突出的优点是， 能定量地表明合金内部微观组织结构的变化状况。

（3）Ms值是检验合金η相的可靠物理量

通常， 用金相分析方法判别η相的多少时， 只能是定性的分析，缺乏定量的概念。而在实际生产中， 迫切需要对η相量进行定量分析，以便准确掌握合金的性能。实验证明，MS值是定量检验合金η 相的准确的物理量。因为当合金的枯含量一定时，Ms值的变化主要由两个因素决定。其一，由于合金中碳含t 的差异， 使合金中的钨原子和碳原子在粘结相钻中的溶解度不同， 导致磁化机制有不同程度的变化，使Ms相相应发生变化。这是一个渐变过程。其二，由于合金的碳含量低于化学计量值较多（或炉内气氛为脱碳气氛)），合金中出现了非磁性的η相，对磁化活动不起作用，故大量的钻变成了非磁性物质， 造成Ms值大幅度下降，下降幅度达Ms最大值的40~50% 。因此，根据所测定的不同的Ms值与刀的对应关系，就能定量表征η相的多少。

（4）Ms值是准确判明合金接近合理碳含量的重要参数

合金碳含量接近理论碳含量时，Ms逐渐增大, 当合金碳含量的波动值为0.01% 时，Ms值相应有约0.0022T的变量。当合金接近饱和碳含量时，Ms值达到饱和值(但完全达到饱和值是困难的，因为总有微量的钨溶解在粘结相钻中)。因此对不同牌号的合金而言， 可以根据性能要求，控制其在高碳区或低碳区。而这可以通过所显示的Ms值来选定2。

结语（1）硬质合金饱和磁化强度Ms值与合金的碳含量有良好的单一性对应关系。合金碳含量变化量为0.01% 时, Ms的相应变量约为0.0022T。利用合金碳含量与Ms的关系曲即可测定合金的碳含量，精度可达0.01%。

（2）Ms值与合金内部微观组织结构有良好的对应关系。当合金处在γ+WC两相区，γ+ WC + η贫碳区，γ+ WC+C 富碳区，能呈现不同的Ms值。两相区合金Ms值达最大值标志合金达到最佳性能。在Aoo状态时Ms值可充分地反映出合金的抗弯强度值。

（3）Ms值是检验合金η相重量百分含量的准确物理量。合金碳含量低于化学计量量时， 出现η相， Ms值下降幅度达最大值的40~50%。准确制订Ms值与η相含量的关系曲线,即可测定合金Ms值，确定合金η相的百分含量。

（4）Ms值是准确标志合金接近理论碳含量高碳区或低碳区的可靠物理量。据W-C-Co 状态图，不同Co含量的合金的两相区宽度为0.17~0.42% , 其Ms变化量相应为0.030~0.080T，因而合金碳含量即使在0.01 % 内变动，Ms值也可以跟踪指示3。