Глава 8.3. Стали и сплавы с особыми магнитными свойствами / 8.3.2. Магнитомягкие материалы
Магнитомягкие сплавы и стали, которые имеют низкую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость (рис. 8.2, б), применяют для изготовления сердечников, магнитных устройств, работающих в переменных магнитных полях. Магнитомягкие материалы должны иметь однородную (гомогенную) структуру и крупное зерно.
В качестве магнитомягкого материала используют технически чистое железо. Его применяют для изготовления сердечников реле, электромагнитов постоянного тока, полюсов электрических машин и др.
Широкое применение в промышленности нашли низкоуглеродистые и легированные кремнием электротехнические стали (0,05...0,005 % С, 1,0...4,8% Si). Легирование кремнием повышает электрическое сопротивление стали, уменьшает потери на вихревые токи, повышает магнитную проницаемость, снижает коэрцитивную силу и, таким образом, потери на гистерезис.
Незначительный наклеп сильно снижает магнитную проницаемость и повышает коэрцитивную силу. Для снятия напряжений и искажений структуры после прокатки, а также для укрупнения зерна электротехническую сталь подвергают отжигу при . 1200°С в атмосфере водорода.
При рубке листов, резке, штамповке и гибке магнитные свойства электротехнической стали ухудшаются. Для их восстановления рекомендуется отжиг при 750... 800 °С с изотермической выдержкой в течение 2 ч и последующим медленным (50 °С/ч) охлаждением до 400 °С. Электротехническую сталь изготавливают в виде листов толщиной от 0,05 до 1 мм.
Стали маркируются буквой Э и четырьмя цифрами:
- первая цифра означает вид проката и структурное состояние (1 — горячекатаная, 2 — холоднокатаная изотропная, 3 — холоднокатаная анизотропная);
- вторая цифра показывает содержание кремния: 0 — до 0,4%; 1 - 0,4...0,8 %; 2 - 0,8... 1,8%; 3 - 1,8...2,8%; 4 - 2,8 ...3,8%; 5 - 3,8...4,8 %;
- третья и четвертая цифры — магнитные характеристики и их уровень (потери при перемагничивании при разных частотах тока, магнитную индукцию и магнитную проницаемость при разной напряженности магнитного поля).
Железоникелевые сплавы — пермаллои (от 40 до 80 % Ni) — имеют высокую магнитную проницаемость, что очень важно для приборов, работающих в слабых полях (радио, телефон, телеграф). Магнитные свойства пермаллоя сильно зависят от термической обработки. Для улучшения магнитных свойств после механической обработки пермаллои подвергают отжигу при 1 100…1 200 °С в вакууме или атмосфере водорода. При этом укрупняется зерно, устраняются остаточные напряжения и удаляются примеси углерода. О х л а ж д е н и е в магнитном поле после изотермической выдержки при отжиге повышает магнитные свойства.