Термомагнитные сплавы и материалы

Термомагнитные сплавы и материалы.

Общая характеристика. Сплавы обладают сильной зависимостью магнитной индукции от температуры вследствие близости точки Кюри к температуре окружающей среды. Индукция убывает с ростом температуры по закону, близкому к линейному, с крутизной снижения индукции от 30 до 60 Гс/град в области магнитных полей от 30 до 1500 Э (область магнитного насыщения или близкая к ней). Интервалы рабочих температур находятся в пределах от –60 до +170°С.

Сплавы или многослойные материалы на основе Fe—Ni содержат 30—38% Ni (сплавы) или 31—34% Ni (материалы). Для устранения необратимых превращений в интервале рабочих температур и получения различных интервалов рабочих температур сплавы и составляющие многослойных материалов легированы одним или несколькими элементами: хромом, марганцем, алюминием (табл. 86).

Химический состав и сортамент термомагнитных сплавов

Нормируемые свойства термомагнитных сплавов

Рекомендуемая термическая обработка термомагнитных сплавов

Физические свойства термомагнитных сплавов

Интервалы рабочих температур и отличительные особенности термомагнитных характеристик многослойных материалов

Термомагнитные характеристики многослойных материалов (факультативно) после рекомендуемой термической обработки

Назначение — магнитные шунты и дополнительные магнитные сопротивления в приборостроении и электронной технике, предназначенные для устранения или изменения температурной зависимости показаний приборов, содержащих магнитные цепи, бесконтактные датчики температуры, детали тепловых реле.

Основные технологические данные. Сплавы и материалы можно подвергать штамповке и резке. Дополнительный наклеп искажает свойства, если он не является локальным. Сварка и пайка не могут быть рекомендованы ни для одного термомагнитного сплава или материала. Многослойные металлы нельзя подвергать механической или химической обработке по поверхности листа из-за нарушения соотношения слоев и, следовательно, свойств.

Для повышения пластичности многослойных материалов при изготовлении деталей может быть рекомендована промежуточная термическая обработка в вакууме при температуре 800—900°С в течение 0,5—1 ч. Подвергать сплавы термической обработке с аналогичной целью во избежание потери свойств не рекомендуется. Сплавы, как правило, применяют без термической обработки. В отдельных случаях термическую обработку по индивидуальному для конкретной партии сплава режиму может проводить для корректировки свойств завод-поставщик или по его указанию потребитель.

Многослойные материалы применяют после термической обработки. Все сплавы и материалы, легированные хромом, обладают повышенной коррозионной стойкостью при влажности 98% и температуре +40°С.

Структура. Все сплавы и составляющие многослойных материалов представляют твердый раствор с гранецентрированной кристаллической решеткой. Остаются однофазными при охлаждении, по крайней мере, на 10°С ниже низкотемпературного конца интервала рабочих температур. По-видимому, склонны к изменению ближнего порядка расположения атомов в кристаллической решетке.

Физические свойства. Длительный отжиг (~500 ч) при температуре 200°С не влияет на величину проницаемости и на характер ее температурной зависимости. Отжиг при температурах выше 500°С влияет на термомагнитные характеристики по-разному в зависимости от исходного состояния сплава, от температуры, продолжительности выдержки, режима охлаждения после отжига.

Характерный для термомагнитных сплавов почти линейный ход температурной зависимости индукции иногда обеспечивается неоднородным распределением намагниченности и температур Кюри по объему образца или изделия. В случае неоднородного распределения намагниченности термомагнитная характеристика является результатом суммирования магнитных потоков микрообластей с различными точками Кюри.

Неоднородное распределение намагниченности и точек Кюри обусловлено такими факторами, как неоднородность внутренних напряжений, ликвация, отклонения от структуры идеального твердого раствора, наконец, может быть вызвана искусственно созданной неоднородностью по составу, которой обеспечиваются, например, свойства многослойных термомагнитных материалов.

Термомагнитные свойства сплавов и материалов описываются термомагнитной характеристикой — зависимостью магнитной индукции или намагниченности в заданном поле от температуры, представленной в виде графика (термомагнитной кривой) или таблицы. Термомагнитные свойства в заданном поле и в определенном интервале температур описываются также перепадом магнитной индукции ΔВ = В2 – В1, крутизной термомагнитной характеристики χ = ΔB/Δt или температурным коэффициентом изменения индукции или проницаемости:

Termomagn splavy 7

где ΔВ — приращение индукции в заданном поле при изменении температуры Δt = t2 — t1, равное В2 – В1; В1 и μ1 — индукция и проницаемость при температуре t1; В2 и μ2 — индукция и проницаемость при температуре t2; В20° и μ20° — индукция и проницаемость при температуре 20°С.

Коэффициент β часто выражается в процентах на градус.

Магнитные свойства сплава 32НХЮ и многослойных материалов ТКМ-08-1, ТКМ-09-1, ТКМ-012-1, ТКМ-015-1, ТКМ-015-2 и ТКМ-017-1 не нормируются (рис. 189—194).

Зависимость магнитной проницаемости термокомпенсационных сплавов в поле 1400 Э от температуры

Температурный коэффициент магнитной проницаемости сплавов 31НХГ, 31НХ, 32НХ и ЗЗНХ в зависимости от проницаемости при 20°С. Поле 1400 Э

Зависимость проницаемости сплава 31НХ от температуры в различных полях

Зависимость температурного коэффициента магнитной проницаемости от напряженности поля в рабочем интервале температур

Зависимость В—Н сплава 32НХЮ от температуры в постоянном поле

Зависимость магнитных свойств сплава З0НГ в поле 100 Э от температуры термической обработки (выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе; А — состояние без термической обработки)

 

Принятые обозначения и пересчетные значения для ряда единиц измерения

Принятые обозначения

Принятые обозначения

Принятые обозначения

Принятые обозначения

Пересчетные значения для ряда единиц измерения