Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

СТАЛИ И СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

В этий главе рассмотрены стали и сплавы, для которые основным предъявляемым к ним требованием является обеспечение определенного уровня физических свойств.

Механические свойства этих сталей и сплавов чаще не имеют основного значения. Многие из этих сплавов являются прецизионными в смысле высокой точности химического состава и технологии производства.

МАГНИТНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ

Различают три группы магнитных сталей и сплавов! магнитно-твердые, магнитно-мягкие и парамагнитные.

Магнитно-твердые стали и сплавы.

Эти стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. Магнитная энергия постоянного магнита тем выше, чем больше остаточная магнитная индукция Вг и коэрцитивная сила Нс. Магнитная энергия пропорциональна произведению ВГНС или точнее произведению ВгНта. Поскольку Вг ограничена магнитным насыщением ферромагнетика (железа), увеличение магнитной энергии достигается повышением коэрцитивной силы Нс.

Для получения высокой коэрцитивной силы стали должны иметь неравновесную структуру, обычно — мартенсит с высокой плотностью дефектов строения.

Для постоянных магнитов применяют высокоуглеродистые стали с 1 % С, легированные хромом (3 %) ЕХЗ, а также одновременно хромом и кобальтом, ЕХ5К5, ЕХ9К15М2 (ГОСТ 6862—71). Легирующие элементы повышают, главным образом, коэрцитивную и магнитную энергию, а также улучшают температурную и механическую стабильность постоянного магнита. Хромистые и кобальтовые стали сравнительно легко обрабатываются давлением и резанием, но обладают относительно малой магнитной энергией. Коэрцитивная сила легированных сталей составляет 4,8—12 кА/м и остаточная индукция 0,8— 1,0 Тл. Наиболее высокие магнитные свойства имеют стали ЕХ5К5 и ЕХ9К15М2 после нормализации, высокого отпуска, закалки и низкого отпуска (при 100 СС).

В промышленности наиболее широко применяют сплавы типа алиико (табл. 31). Сплавы тверды, хрупки и не поддаются деформации, поэтому магниты из них изготовляют литьем. После литья проводят только шлифование.

Высокие магнитные свойства сплавы получают после нагрева до 1250—1280 °С и последующего охлаждения (закалки) с определенной (критической) для каждого сплава скоростью охлаж-

Таблица 31

Химический состав (по содержанию легирующих элементов) и магнитные свойства некоторых литых сплавов для постоянных магнитов (ГОСТ 17809—72)

Содержание элементов, %

Магнитные свойства (не менее)

Сплав *

N1

А1

Со

Си

Другие

элементы

шах»

кДж/м*

<

X

€»

а:

ч

н

с.

Ч

ЮНДК15

18—19

  • 8,5-
  • 9,5

14—15

3—4

0,2—0.3 Т1

6

48

0,75

ЮН14ДК25А

13,5— 14,5

  • 8—
  • 8,5

24-26

3,5

>0,03 Ti

28

52

1,4

ЮНДК31ТЗБА

  • 12—
  • 13,5
  • 6,8-
  • 7,2
  • 30,5—
  • 31,5

3,0— 3,5

3—3,5 Ti; 0,9—1,1 Nb

32

92

1,15

ЮНДК40Т8АА

  • 14—
  • 14,5
  • 7,2-
  • 7,7
  • 39—
  • 40,6

3—4

7—8 Ti; 0,1—0,2 Si

32

145

0,9

ЮНДК35Т5БА

  • 14—
  • 14,5
  • 6,8—
  • 7,2
  • 34,5—
  • 35,5

3,3— 3,7

0,8—1,1 Nb; 4,7—4,5 Ti 0,05—0,1 Ce

36

ПО

1,02

ЮНДК35Т5АА

  • 14—
  • 14,5
  • 7—
  • 7,5

34—35

  • 2,5-
  • 3,0

5,0—5,5 Ti; 0,1—0,2 Si

40

115

1,05

1 Буква «А» или буквы «БА» означают, что сплавы имеют столбчатую структуру, а буквы «АА> — монокристаллическую структуру.

дения; после закалки следует отпуск при 580—600 °С. При охлаждении от температуры закалки высокотемпературная фаза а распадается на две фазы ах и а2, которые имеют одинаковую кристаллическую ОЦК решетку с незначительным различием в периодах. Фаза аг — твердый раствор на базе железа, ферромагнита) а2 — парамагнитная фаза на базе соединения NiAl. После указанной термической обработки с^-фаза распределена в виде пластинок (игл) однодоменных размеров в о^-фазе. Отпуск усиливает обособление фаз, что увеличивает коэрцитивную силу. Большие внутренние напряжения, возникающие в процессе а-распада высокотемпературной фазы, анизотропия формы частиц образующей фазы, а также однодоменность этих частиц определяют высококоэрцитивное состояние сплавов. Дальнейшее повышение магнитной энергии достигается созданием в сплавах магнитной и кристаллографической текстур.

Для создания магнитной текстуры сплавы типа алнико подвергают термомагнитной обработке: нагреву до 1300 °С и охлаждению со скоростью 0,5—5 °С/с (в зависимости от состава сплава) в магнитном поле, приложенном вдоль направления наиболее важного для магнита данной конфигурации. Затем магнит отпускают при 625 °С. При обработке в магнитном поле a-фаза выделяется в виде частиц, ориентированных вдоль поля параллельно направлению [100].

После такой обработки магнитные свойства сплавов становятся анизотропными, их магнитные характеристики г, Нс, ВИСтах) сильно возрастают в направлении приложенного магнитного поля (магнитная текстура). Термомагнитной обработке подвергают сплавы, содержащие свыше 18 % Со. Кристаллическая текстура образуется в случае направленной кристаллизации отливки магнита, при этом возникают столбчатые кристаллы, растущие в направлении [100]. Это сильно повышает магнитные свойства, поскольку они зависят от кристаллографической ориентации ферромагнитных фаз.

Для изготовления магнитов применяют и порошковые сплавы Ft—Ni—Ai ММК1 с = 24 кА/м, Вт = 0.6 Тл), ММК.7 (Яс = 44 кА/м, Вг = 0,95 Тл) и ММКН (Яс = 118 кА/м, Вг 0,7 Тл). Эти сплавы преходят такую же термическую обработку, как и литые сплавы. Сплавы не обладаю^ хрупкостью.

Некоторое применение нашли деформируемые сплавы 52КФА. 52КФБ и 52КФ13 (51—53 70 Со. 11—13% V. остальное — Fe), изготовляемые з виде проволоки диаметром 0,5—-3,0 мм, полос и лент толщиной 0,2—1,3 мм. После закатки и холодной деформации сплавы подвергают отпуску при 600—620 °С. Свойства сплавов после такой обработки: 58—62 HRC, Нс ~ 28 кА/м и Вг ~ ~ 0,85 Тл (в зависимости от полуфабриката). Сплавы Fe—Ni—Al—Nb. содержащие 8,4—9,8% Al, 3,7—4,2% Nb и 20—25% Ni (остальное Fe), в виде горячекатаных листов используют для изготовления малогабаритных магнитов. В промышленности используют сплавы на основе системы Fe—Со—Сг, достаточно хорошо деформируемые при прокатке. Свойства сплавов типа К23Х31С1 после термической обработки Нс ~ 52,8 кА/м и Вг 1,15 Тл.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы