Магнитомягкие сплави - феромагнітні сплави, що характеризуються вузькою петлею гистерезиса і тому малої коерцитивної силою. Хоча магнітномягкіе матеріали не обмежені конкретним значенням коерцитивної сили, приймається, що вона не перевищує 10-12 Е.
При такому загальному визначенні магнитомягких сплавів до них потрібно віднести трансформаторну сталь і інші електротехнічні стали, в тому числі залізо, а також деякі конструкційні і нержавіючі феромагнітні стали. Однак в силу великої номенклатури зазначених сталей і сплавів, а також специфіки їх магнітних властивостей і застосування (щодо велике електромашинобудування, трансформаторобудування і т. Д.), Як правило, їх виділяють в самостійні групи.
За основними магнітним, електричним, механічним властивостям і призначенням описувані тут магнитомягкие сплави можна розділити на 12 груп (табл. 1).
Таблиця 1. Класифікація, загальна технічна характеристика і призначення магнитомягких сплавів
Сердечники малогабаритних трансформаторів, дроселів, реле, дефектоскопів, головок апаратури магнітного запису, магнітні екрани
Висока магнітна проникність (μα = 1500-6000 Гс / Е, μm = 15000-100000 Гс / Е); питомий електричний опір від 0,9 до 1 мкОм · м [(Ом · мм 2) / м] при значеннях індукції насичення 9000 Гс до 14000 Гс
Сердечники апаратури зв'язку, дроселів, імпульсних трансформаторів
45н, 50Н. 50НУ, 50Н-ПД, ЗЗНКМС
Кручені і штамповані сердечники міжламповий і малогабаритних силових трансформаторів, дроселів, реле і деталей магнітних ланцюгів
Сердечники магнітних підсилювачів, безконтактних реле, контактних випрямлячів, дроселів модуляторів, імпульсних трансформаторів, магнітних елементів, лічильно-обчислювальних пристроїв
79НМ, 77НМД, 81НМА, 80Н2М, 80НЮ
Висока прямоугольность петлі гистерезиса (Вr / Вm = 0,9-0,96); коерцитивної сила від 0,04 до 0,6 Е, низький коефіцієнт перемагничивания
Температурностабільние сердечники елементів магнітної пам'яті, дешифраторів, регістрів зсуву і т. Д.
27КХ, 49КФ2, 49КФ, 50КФ. 05НС
Найвища індукція насичення до 24000 Гс і підвищене значення температури Кюрі
47НК, 47НКХ, 64н, 68НМ, 79НМЗ, 40НКМПЛ
Низька залишкова індукція (5% від Bs); мала залежність проникності від величини намагнічує поле; висока стабільність властивостей при зміні температури і вплив магнітних полів
Сердечники імпульсних і широкосмугових трансформаторів
Найвищі значення твердості (HV від 250 до 500), міцності (σв до 75 кгс / мм 2), зносостійкості в поєднанні з високою магнітною проникністю (μ5 від 10000 до 50000 Гс / Е) і питомим електричним опором до 1,5 [(Ом · мм 2) / м]
Коефіцієнт лінійного теплового розширення близький до коефіцієнта лінійного теплового розширення м'яких стекол; коерцитивної сила менше 0,2 Е при індукції насичення від 13000 до 16000 Гс
Магнітні елементи герметизованих магнітних контактів (геркони)
Корозійна стійкість в умовах високої вологості, морській воді і в багатьох активних середовищах
Лінії по переробці різних систем управління, якорів і електромагнітів, магнитопроводов пневматичних і гідравлічних клапанів, які працюють без захисних покриттів у вологому і агресивних середовищах
Сплави з високою магнітострикцією
8Ю, 12Ю, з14, 65К, 50КФ
Найвищі значення магнітострикції 35-80 · 10 -6 і низька коерцитивної сила 0,3-3,0 Е
Сердечники магнітострикційних перетворювачів ультразвукової, гідроакустичної апаратури, електромеханічних фільтрів, ліній затримки
Термомагнітні сплави і матеріали
31НХГ, 31НХ, 32НХ, ЗЗНХ, 38НХ, 33НЮ, З0НГ, 32НХЮ, ТКМ-08-1, ТКМ-09-1, ТКМ-012-1, ТКМ-015-1, ТКМ-015-2, ТКМ-017- 1
Лінійна температурна залежність магнітної індукції при крутизні від 30 до 60 Гс / град в області полів від
Компенсаційні магнітні шунти вимірювальних приладів і електровакуумних приладів
Магнітні властивості магнитомягких сплавів в постійному полі визначаються хімічним складом, структурою і текстурою сплаву після остаточної термічної обробки. У свою чергу структура і текстура сплаву залежать від способу виготовлення. Деякі властивості (намагніченість насичення і температура Кюрі) порівняно слабо змінюються при невеликих змінах складу і зазвичай не залежать від умов виготовлення і термічної обробки. Навпаки, такі характеристики, як проникність, коерцитивної сила, втрати на гістерезис, сильно залежать від цих факторів і більш інших фізичних властивостей чутливі до змін вмісту домішок або умов і режиму термічної обробки. Тому їх називають структурно чутливими властивостями.
Структурно чутливі властивості залежать також від хімічного складу, вмісту домішок, неметалічних включень, температури випробувань, кристалічної структури, в тому числі надструктури і наведеної анізотропії, орієнтації кристалів, дефектів кристалічної решітки і напруг. Залежно від величини основних фізичних констант (констант анізотропії і магнітострикції), які визначаються загальним складом сплаву, зазначені фактори можуть по-різному впливати на структурно чутливі властивості. Іноді ці фактори діють в протилежних напрямках, як наприклад розтягують і стискають напруги в області межі пружності в сплавах з позитивною або негативною магнітострикцією. Саме тому при виготовленні магнітномягкіх сплавів можна шляхом різних технологічних операцій (виплавка, гаряча і холодна прокатки, проміжна й остаточна термічна обробки) надавати спрямований вплив на структуру, анізотропію (кристалографічну або наведену), тип і кількість неметалічних включень, домішкових атомів і інші чинники, осягаючи тим самим необхідного поєднання і рівня властивостей.
У зв'язку з цим технологічний процес виготовлення магнитомягких сплавів, як правило, строго регламентований починаючи з підбору шихтових матеріалів і закінчуючи остаточною термічною обробкою.
В даний час виплавку магнитомягких сплавів в промислових умовах проводять в індукційних відкритих і вакуумних печах, а також індукційних печах з контрольованою атмосферою. У деяких випадках для отримання екстремальних властивостей використовують різні види переплавки: електрошлаковий (ЕШ), електронно-променевого (ЕЛ), плазмово-дугового (ПД).
Подальший перерозподіл злитків проводиться із застосуванням різних способів обробки. До їх числа відносяться кування, гаряча, тепла і холодна прокатка, волочіння, термічна обробка, в контрольованих рафінуючих середовищах і вакуумі і термомагнітна обробка (в поздовжньому або поперечному магнітному полі).
В кожному окремому випадку технологія виплавки і наступних операцій визначається механізмом формування кінцевих властивостей в сплаві даного складу.
Нормовані ГОСТом і технічними умовами властивості магнитомягких сплавів гарантуються після виготовлення виробу (муздрамтеатру) з нагартованной стрічки (листа, дроту), і термічної обробки в нормованих умовах за рекомендованим режиму. У зв'язку з високою чутливістю основних магнітних властивостей до локальних або макроскопічними впливам, що викликають пластичну або пружну деформацію (вирубка, рихтування пластин, різання і намотування стрічки, зачистка, свердління отворів, зварювання, електроізоляційне покриття і т. Д.), Всі технологічні операції по виготовлення муздрамтеатру необхідно проводити до остаточної термічної обробки.
У деяких випадках, як наприклад при виготовленні головок магнітної записи, неминучі операції після остаточної термічної обробки, які призводять до виникнення напружень (просочення, механічна поліровка). При цьому потрібно враховувати неминуче зниження магнітних властивостей, ступінь якого буде залежати від технології цих операцій, а в кінцевому рахунку - від величини виникаючих напружень.
Магнітні властивості сердечників в змінних і імпульсних полях в значній мірі залежать від якості електричної ізоляції між витками крученого або пластинами набірного сердечника. Електроізоляційне покриття і технологія його нанесення повинні відповідати таким основним вимогам:
1) висока однорідність, суцільність і достатню електричний опір при товщині покриття 0,5-5 мкм (на сторону);
2) висока термічна стійкість при температурах відпалу 1100-1300 ° С в середовищі чистого сухого водню або глибокого вакууму;
3) відсутність хімічної взаємодії або взаємної дифузії компонентів металу і покриття.
Магнитомягкие сплави виготовляють і поставляють у вигляді холоднокатаних стрічок товщиною від 0,0015 до 2,5 мм, гарячекатаних листів, гарячекатаних і кованих прутків. Сплав 50НП виготовляють тільки в вигляді стрічок товщиною 0,02; 0,05 і 0,1 мм.
Розмір і допустимі відхилення для холоднокатаних стрічок товщиною 0,02-2,5 мм і гарячекатаних листів, і прутків нормуються ГОСТ 10160-75 ( «Сплави железонікелевие з високою магнітною проникністю»), наведені в табл. 2 і 3 відповідно.
Аналогічні дані на стрічку товщиною менше 0,02 мм нормуються технічними умовами і наводяться при описі сплавів.
Допустимі ГОСТ 10160-75 відхилення по ширині стрічок приведені в табл. 4.
Сплави поставляють в холоднокатаному стані без термічної обробки. Для отримання нормованих магнітних властивостей вироби зі сплавів повинні пройти термічну обробку, що вказується для кожного сплаву.
Викладені нижче матеріали містять дані про сортаменті і нормованих властивості, а також великі довідкові відомості про поведінку сплавів в різних умовах експлуатації. Наведено властивості сплавів в постійних і змінних полях при впливі позитивних і негативних температур, при механічних впливах. Крім того, наведені дані про фізичні властивості сплавів.
Магнітні властивості, наведені в Марочник, відповідають найбільш характерних властивостей, одержуваних при виготовленні зразків і проведення термічної обробки за рекомендаціями ГОСТ або технічних умов.