І сплавів для постійних магнітів - студопедія

Магнітні сталі і сплави

Основними характеристиками магнітних сталей і сплавів є такі магнітні властивості: залишкова індукція Вr, виражена в гаусах (Гс), коерцитивної сила Нс - в ерстедах (Е) і магнітна проникність μ.

Магнітна проникність μ = В / Н, де В - магнітна індукція, тобто число магнітних силових ліній, що проходять через 1см 2 перерізу зразка; Н-напруга магнітного поля (сила, що намагнічує), т е. Сила, з якою магнітне поле діє на ізольований магнітний полюс, що дорівнює одиниці, Е.

Якщо магнітна проникність позитивна, тобто більше одиниці, то такі тіла називаються парамагнітним, а якщо негативна (менше одиниці), то - діамагнітними. Окремим випадком парамагнітних тіл є феромагнітні тіла - залізо, нікель і кобальт, магнітна проникність яких у багато разів більше, ніж у інших парамагнітних тіл.

Магнітні сплави в залежності від коерцитивної сили і магнітної проникності ділять на магнітотверді - сплави з великою коерцитивної силою, малої магнітної проникністю, їх застосовують для постійних магнітів, і магнитомягкие, для яких характерні мала коерцитивної сила і висока магнітна проникність (трансформаторна і динамная стали).

Магнітотверді стали і сплави. Ці стали і сплави, що застосовуються для виготовлення постійних магнітів, мають велику стійку коерцитивної силу. Такими матеріалами є високовуглецеві стали, леговані стали і спеціальні сплави, хімічний склад і магнітні властивості яких наведені в таблиці.

Хімічний склад (%) і магнітні властивості деяких сталей

Вуглецеві сталі (У10 - У12) після гарту мають досить велику коерцитивної силу (Нс = 60-65Е), але так як вони прогартовуються на невелику глибину, то їх застосовують для виготовлення магнітів перетином 4-7 мм.

Хромисті стали в порівнянні з вуглецевими прогартовуються значно глибше, тому з них виготовляють більші магніти. Магнітні властивості цих сталей такі ж, як і вуглецевих; хромокобальтових стали мають більш високі магнітні властивості.

Спеціальні магнітні сплави мають дуже високі магнітні властивості, що дозволяє виготовляти з них магніти невеликого розміру, але великої потужності. Магнітні сплави мають дуже високу твердість, але крихкі і не обробляються різанням. Магніти цих сплавів виготовляють литтям або спіканням з порошку.

Магнитомягкие стали і сплави. Ці сплави і стали мають малу коерцитивної силу і велику магнітну проникність. Магнитомягкими матеріалами є електротехнічне залізо (залізо Армко), електротехнічна сталь і железонікелевие сплави (пермалон).

Електротехнічне залізо (марки Е, ЕА, ЕАА) містить не більше 0,04% С, має високу магнітну проникність (μ max = 3500 - 4500Гс / Е) і малу коерцитивної силу (Нс = 0,8-1,2Е) і застосовується для сердечників, полюсних наконечників електромагнітів та ін.

Електротехнічна сталь (ГОСТ802-58) містить кремній, розчинений в фериті. Він сильно збільшує магнітну проникність (μmax = 8000 - 17000 Гс / Е), знижує коерцитивної силу (Нс = 0,4-0,6Е)

Більш високі магнітні властивості має грубозерниста з певною структурою, тобто переважним розташуванням зерен уздовж аркуша, електротехнічна сталь при вмісті в ній менше 0,05% С.

Електротехнічну гарячекатану сталь за змістом кремнію ділять на чотири групи: низколегированная (0,8-1,8% Si) -Е11, Е12, Е13; середньолегованих (1,8-2,8% Si) -Е21, Е22; повишеннолегірованная (2,83,8% Si) -Е31, Е32; високолегована (3,8-4,8% Si) -Е41-Е48,

Стали груп Е1 і Е2 називають динамної сталлю, а стали груп Е3 і Е4-трансформаторної сталлю, ДИНАМНОЙ сталь містить менше кремнію і тому в порівнянні з трансформаторної сталлю більш пластична, але менш магнітомягкого.

Трансформаторна сталь відноситься до феритного класу сталей і має високі магнітні властивості, але вона більш тендітна.

Железонікелевие сплави (пермаллои)-ці сплави містять 45-80% нікелю, і додатково їх легируют хромом, кремнієм, молібденом. Магнітна проникність цих сплавів дуже висока.

Ферріти- магнитомягкие матеріали, одержані спіканням суміші порошків феромагнітної окису железаFe2 O3 і оксидів двовалентних металів типу МО (ZnO, NiO, MgO та ін.). На відміну від інших магнитомягких матеріалів у феритів дуже високий питомий електроопір, що досягає 10 12 Ом см, що визначає їх застосування в пристроях, що працюють в області високих і надвисоких частот.