Ферромагнитные материалы — Знаешь как

Ферромагнитные материалы делятся на две группы: магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

Магнитно-мягкие материалы применяются в качестве магнитопроводов постоянного и переменного магнитного потоков. Они обладают низким значением коэрцитивной силы (ниже 400 а/м), высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями. К этой группе материалов относятся: техническое железо и низкоуглеродистые стали, листовые электротехнические стали, железо-никелевые сплавы с высокой проницаемостью (пермаллои) и оксидные ферромагнетики — ферриты и оксиферы.

Техническое железо с содержанием углерода до 0,04%, углеродистые стали и чугун широко применяются для магнитопроводов, работающих в постоянных магнитных полях. Техническое железо обладает высокой индукцией насыщения до 2,2 тл, высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой.

Электротехнические стали — это сплавы железа с кремнием (1—4%). Путем изменения содержания кремния и применением различных технологических приемов получаются стали с широким диапазоном электромагнитных свойств.

Стали с низким содержанием кремния имеют низкую магнитную проницаемость, большую индукцию насыщения и большие удельные потери, они применяются при постоянном или переменном токе низкой частоты.

Рис. 3-27. Кривые намагничивания некоторых ферромагнитных материалов

Стали с высоким содержанием кремния применяются в тех случаях, когда нужно иметь высокую магнитную проницаемость в слабых и средних полях и малые потери от гистерезиса и вихревых токов, вследствие чего они могут работать при повышенной частоте.

Согласно ГОСТ 802-58 электротехнические стали обозначаются буквой Э и цифрами. Первая цифра обозначает процент содержания кремния, вторая характеризует магнитные свойства, третья — О обозначает холодную прокатку стали.

Кривые намагничивания некоторых ферромагнитных материалов даны на рис. 3-27.

Пермаллои представляют собой сплавы различного процентного содержания железа и никеля, а некоторые из них, кроме того, молибдена, хрома, кобальта. Это сплавы высокой магнитной проницаемости, раз в 10—50 большей, чем проницаемость листовой электротехнической стали. Эти сплавы достигают индукции насыщения при малых напряженностях поля от десятков до нескольких сотен ампер на метр.

Одни из них имеют низкую индукцию насыщения порядка 0,6—0,8 тл, другие относительно высокую 1,3—1,6 тл.

К первой группе относятся, например пермаллой Мо, содержащий 4—5% молибдена и хромистый пермаллой. Ко второй группе относятся, например пермаллой 50Н, содержащий 50% никеля, и пермаллой 65НП.

Буква П обозначает прямоугольную петлю гистерезиса (рис. 3-28). Степень прямоугольности петли характеризуется отношением остаточной индукции В_r к максимальной индукции 

В_м для данной петли. Это отношение достигает 0,95—0,99.

Коэрцитивная сила пермаллоев колеблется от 1 до 20 а/м.

Магнитные свойства пермаллоев в сильной степени зависят от технологии их изготовления.

Ферритами называют ферромагнитные материалы, получаемые из смеси окислов железа, цинка и других элементов. При изготовлении сердечников смесь размалывается, прессуется, отжигается при температуре порядка 1 200° С, таким образом получаются сердечники нужной формы. Ферриты обладают очень большим удельным сопротивлением, вследствие чего потери на вихревые токи чрезвычайно малы, что дает возможность применять их при высокой частоте.

Рис. 3-28. Прямоугольная петля гистерезиса

Никель-цинковые ферриты, получаемые путем термического разложения солей, получили название оксиферы или оксидные ферромагнетики; они по магнитным свойствам мало отличаются от

 ферритов.

Как ферриты, так и оксиферы довольно разнообразны по своим магнитным свойствам. Они обладают значительной магнитной проницаемостью на начальной части основной кривой намагничивания, незначительной индукцией насыщения 0,18—0,32 тл и малой коэрцитивной силой (8—80 a/м).

Магнитодиэлектрики это материалы, получаемые из смеси мелкозернистого ферромагнитного порошка с диэлектриком (поливинилхлорид и полиэтилен). Смесь формуется, прессуется и запекается.

Ферриты, как и другие магнитодиэлектрики, широко применяются в качестве сердечников в различных трансформаторах аппаратуры проводной и радиосвязи, в магнитных , усилителях, вычислительных машинах и в других областях техники.

Кольцевые сердечники из ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса получили очень широкое применение, так как обладают очень ценным свойством намагничиваться под действием импульса тока до состояния насыщения и после импульса длительно сохранять остаточную индукцию, малоотличающуюся от индукции насыщения.

Магнитно-твердые материалы предназначены для изготовления постоянных магнитов самого различного назначения. Эти материалы характеризуются большой коэрцитивной силой и большой остаточной индукцией.

К магнитно-твердым материалам относятся: углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые стали. Они обладают коэрцитивной силой 5 000—13 500 а/м и остаточной индукцией 0,7—1 тл.

Указанные стали обладают ковкостью, поддаются прокатке и механической обработке. Они выпускаются промышленностью в виде полос или листов.

К магнитно-твердым, материалам, обладающим лучшими магнитными свойствами, относятся сплавы: ални — сплав железа, алюминия 15%, никеля 25%; алниси отличается от ални наличием кремния 1%; алнико отличается от алии наличием кобальта 7%. Они характеризуются коэрцитивной силой 20 000—60 000 

а/м и остаточной индукцией 0,4—1,25 тл.

Магниты указанных сплавов изготовляются отливкой и поддаются обработке только шлифованием.

Металлокерамические магниты получают путем спекания порошков из сплавов ални и алнико, основным их достоинством является возможность получения магнитов очень малых размеров.

Статья на тему Ферромагнитные материалы

znaesh-kak.com

Сталь ферромагнитная — Энциклопедия по машиностроению XXL

Стали аустенитного класса. Выше было отмечено, что все хромистые нержавеющие стали ферромагнитны и склонны к хрупкости при от-  [c.348]

В соленоиде (S) (см. рис. 3.16), длина которого значительно больше диаметра, размещены три обмотки, из которых две (А) и (В) соединены последовательно навстречу друг другу.. При возбуждении соленоида (S) переменным током напряжение в обмотке (С) пропорционально первой производной по времени от напряжения магнитного поля внутри соленоида. Напряжение, снимаемое с двух последовательно включенных обмоток при наличии в них одинакового количества витков, равно нулю. Вставляя в одну из измерительных обмоток (А и В) ферромагнитный материал (Р), создают напряжение, пропорциональное первой производной по времени интенсивности магнитного поля, создаваемого в образце. При подаче полученных напряжений в интегрирующие цепи их усилении и подключении к отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки становится виден цикл намагничивания. Интенсивность магнитного поля jn с достаточным приближением пропорциональна создавшейся в стали магнитной индукции В.  

[c.81]

Для контроля линейно-протяженных объектов круглого сечения (прутки, трубы) применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными ВТП. К ним относится серия приборов типа ВД-40Н, ВД-41Н, ВД-43Н, различающихся диапазонами диаметров изделий. Они предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также из цветных металлов и сплавов (табл. 11).  

[c.144]

Дефектоскоп ВД-80Н предназначен для обнаружения поверхностных трещин в объектах из ферромагнитных сталей и алюминиевых сплавов. Он имеет автоматическую компенсацию начального напряжения ВТП и автоматическую установку режима работы в зависимости от материала объекта. В приборе предусмотрены два канала, построенных по схеме рис. 67, б, один из которых измерительный, а второй предназначен для сигнализации о превышении допустимых пределов мешающими факторами (зазор, наклон оси ВТП к поверхности объекта, край объекта). Прибор позволяет обнаруживать дефекты в деталях из алюминиевых сплавов под слоем плакировочного слоя толщиной до 0,2 мм. Частота тока возбуждения 60 кГц. Размеры выявляемых дефектов глубина — более 0,3 мм,ширина 0,02—0,2 длина более 2 мм. Дефектоскоп имеет автономное питание и может быть использован для ручного контроля Б цеховых условиях.  

[c.147]

Трубы из медных и алюминиевых сплавов диаметром более 16 мм Листы, ленты, полосы из цветных тугоплавких металлов с а= I- 60 МСм/м, из ферромагнитных сталей  [c.151]

Для контроля термической, химикотермической обработки, а также для сортировки по маркам ферромагнитных сталей широко используют приборы типа ВС-10П. Структурная схема  [c.152]

Технические характеристики структуроскопов для контроля объектов из ферромагнитных сталей  [c.154]

Детали сложной формы с эквивалентным диаметром 10— 150 мм из ферромагнитных сталей  [c.154]

Контроль объектов из ферромагнитных сталей  [c.159]

Для контроля объектов из ферромагнитных сталей (прочностных характеристик, качества термической обработки, твердости и т. д.) разработан управляемый микроЭВМ прибор ВС-17П, работающий в диапазоне частот 3—300 Гц. Он может работать в одном из 18 предварительно установленных с пульта режимов. Для тех же целей применяют установку ЕС-5000 фирмы ЦЖР (Франция). Прибор НДТ-25, предназначенный для контроля ферро- и неферромагнитных объектов, имеет диапазон частот от 60 Гц до 6 МГц, задаваемых с пульта с малой дискретностью. Прибор имеет 16 программ работы.  

[c.159]

Специализированная линия разработана для автоматического комплексного контроля качества прутков диаметром 1—6 мм из ферромагнитных и неферромагнитных сталей с электропроводностью  [c.326]

Особую активность приобретают системы автоматического регулирования толщины стенки труб в процессе их горячей прокатки. Подобная система разработана для контроля бесшовных труб диаметром 29—102 мм с толщиной стенки 1,75—8,0 мм, изготовленных из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей. При нагревании ферромагнитных сталей до температуры выше 800 °С их магнитная проницаемость уменьшается до единицы. При этом уменьшается их удельная электрическая проводимость. Благодаря этому резко увеличивается глубина проникновения переменного электромагнитного поля в металл, что позволяет измерять стенки сравнительно большой толщины при достаточно высокой частоте тока питания вихретокового преобразователя.   [c.340]

Применительно к ферромагнитной и частично ферромагнитной (начало третьей стадии нагрева) среде будет рассматриваться плоская волна в полуограниченной среде, что не внесет существенных ограничений при практическом применении полученных формул. Глубина проникновения тока в сталь при р = 16 и / = 50 гц составляет 8 мм, а при / = 2500 гц уже меньше 0,16 мм.  [c.48]

При переменном токе в стали как в ферромагнитном материале заметно сказывается поверхностный эффект, поэтому в соответствии с известными законами электротехники активное сопротивление стальных проводников переменному току выше, чем постоянному току. Кроме того, при переменном токе в стальных проводниках появляются потери мощности на гистерезис. В качестве проводникового материала обычно применяется мягкая сталь с содержанием углерода 0,10—0,15 %, имеющая предел прочности при растяжении ар=700—750 МПа, относительное удлинение перед разрывом А///= = 5 — 8 % и удельную проводимость у, в 6—7 раз меньшую по сравнению с медью. Такую сталь используют в качестве материала для проводов воздушных линий при передаче небольших мощностей. В подобных случаях применение стали может оказаться достаточно  [c.203]

Заметное падение коэрцитивной силы металла в зоне максимальных тепловых потоков, наблюдаемое на трубах НРЧ, подверженных коррозии или значительному перегреву, вероятно, можно объяснить зависимостью от температуры металла для ферромагнитных сталей и от содержания углерода в стали.  [c.65]

Для ферромагнитных сталей получено, что коэрцитивная сила достигает максимума при температуре отпуска 500-600 °С, а при температуре более 600 °С падает, и объясняется это смещением доменных границ в структуре металла. При уменьшении содержания углерода в стали коэрцитивная сила также падает.  [c.65]

В ферромагнитных материалах (например в стали) продольные волны возбуждаются хуже, чем поперечные. Это объясняется тем, что силы электродинамического и магнитного взаимодействия направлены в противоположные стороны и частично компенсируют друг друга.  [c.71]

Таким образом, в работе изложен нелинейный расчет гармонических составляющих э.д.с накладного датчика. Показано, что гармоники э.д.с. связаны с магнитными параметрами контролируемого ферромагнитного материала — коэрцитивной силой, остаточной и максимальной магнитными индукциями, а характер их изменения зависит от соотношения неоднородных постоянного подмагничивающего и переменного магнитных полей, воздействующих на преобразователь. По выведенным формулам можно рассчитать любую гармонику в зависимости от указанных выше параметров. В частности, дан расчет второй гармоники э.д.с. датчика при контроле изделий из стали 45Х после закалки и отпуска.  [c.22]

Магнитные свойства реальных ферромагнетиков, как известно, по различным причинам весьма неоднородны — это естественная магнитная анизотропия и внутренние упругие напряжения, включения и дефекты кристаллической решетки и т. д. Сам принцип построения магнитной структуры ферромагнетиков— деление на домены — определяет их неоднородность. В полной мере сказанное выше относится и к такому виду ферромагнитных материалов, как листовая электротехническая сталь, неоднородность магнитных свойств которой является предметом изучения многих исследователей. Это вызвано тем, что к магнитным свойствам электротехнической стали предъявляются, как известно, повышенные требования, удовлетворение которых связывается с созданием однородной, определенным образом ориентированной магнитной структуры.  [c.190]

К числу основных параметров контроля относится местная толщина покрытия. Для ее определения используют неразрушающие магнитные, электромагнитные методы, методы вихревых токов или изотопные. Магнитные и электромагнитные методы целесообразны для измерения толщины покрытий, полученных электрохимическим, химическим путем, погружением в расплавленный металл и т. д., толщины керамических и эмалевых, лакокрасочных и полимерных покрытий, а также покрытий нанесенных способом металлизации на ферромагнитные стали. Изотопным методом измеряют толщину металлических и неметаллических покрытий на металлических и неметаллических основных материалах.  [c.88]

По изменению магнитных свойств аустенитных сталей в зависимости от времени микроударного воздействия (рис. 123) можно судить о количестве образующейся а-фазы. Указанная зависимость показывает, что в результате микроударного воздействия магнитная восприимчивость аустенитных сталей значительно изменяется. Изменение магнитных свойств связано с образованием в структуре этих сталей ферромагнитных фаз. При этом установлено, что наиболее стабильную аустенитную структуру имеют стали никелевая 40Н25 и хромоникелевая 12Х18Н9Т. Хромомарганцевая сталь 25Х14Г8Т имеет менее устойчивый аустенит, который в процессе пластической деформации частично распадается с образованием а-фазы. Стабильность аустенита понижается при уменьшении содержания в стали углерода и азота. В то же время присутствие азота вызывает повышение сопротивляемости стали пластической деформации при деформировании микрообъемов, а уменьшение содержания углерода приводит к снижению способности аустенитных сталей к наклепу.  [c.215]

А — аустенитные сплавы после закалки ФН — аустенитные сплавы после фазового наклепа ФНС — аустенитные сплавы после фазового наклепа и старения ФНСД аустенитные сплавы после фазового наклепа, ста-рения и пластической деформации (30%) К — высокопрочные легирован, ные конструкционные стали (ферромагнитные)  [c.246]

Магнитные свойства аустенитных сталей зависят от содержания феррита. Аустенит парамагнитен до тех пор, пока он содержит столько никеля, что точка Кюри не поднимается выше 0° С. Сталь 1Х18Н9 не ферромагнитна даже при —196° С, но имеет большую магнитную проницаемость, чем, например, медь и алюминий. Аустенитно-ферритные стали ферромагнитны, и интенсивность их намагничивания пропорциональна количеству феррита, содержание которого у двухфазных сталей типа 1Х21Н5(Т) составляет от 55 до 60% [237].  [c.36]

Магнитный метод анализа текстур менее универсален, чем описанные выше. Но он весьма широко используется для многих ферромагнитных материалов, обладающих анизотропией магнитных свойств (трансформаторная и динамная сталь и др.) — Метод основан на том, что образец из магнитно анизотропного материала при намагничивании стремится ориентироваться направлением легкого намагничивания вдоль магнитного поля. При этом создается крутящий момент, величина которого зависит от положения образца. Определение этого крутящего момента при разных положениях образца и позволяет судить об анизотропии магнитных свойств (константе магнитной анизотропии). Метод весьма эффективен для анализа рассеяния текстуры, однако не позволяет расшифровывать кристаллографические па-раметры текстуры. Благодаря своей простоте метод широко используется как контрольный в производственных условиях. В сочетании с рентгеновским методом может быть полезен и для анализа текстур.  [c.274]

Постановка импедансных условий наиболее эффективна при расчете индукторов с ферромагнитной загрузкой. В этом случае необходимо предусмотреть итерационный процесс для учета нелнне11ности р == / И). Для усредненной кривой намагничивания углеродистых сталей [35] при Я > 4000 А/м можно взять аппроксимирующее выражение  [c.127]

Диморфный металл обладает рядом уникальных свойств из-за отсугсг-вйя границ зерен и дефектов кристаллического строения (например, дислокаций). Прочность их превосходит самые лучшие легированные стали (-3000 МПа), Высокая твердость определяет их великолепную износостойкость. Правда пластичность аморфных металлов низка, но выше, чем у обычного стекла. Их можно, например, прокатывать при комнатной температуре. Другое важнейшее преимущество — их исключительно высокая коррозионная стойкость. Во многих весьма агрессивных средах (морской воде, кислотах) они вообще не корродируют. Аморфные сгшавы на основе ферромагнитных металлов (железа, никеля) также ферромагнитны, электросопротивление их гораздо выше, чем кристаллических (обычно в 2…3 раза). Получение аморфной структуры в принципе возможно для всех металлов. Наиболее легко аморфное состояние достигается в сплавах А1, РЬ, 5п, и др. Для получения метяплических стекол на базе N1, Со, Ре, Мл, Сг к ним добавляют неметаллы или полуметаллические элементы С, Р, 5), В, Аз, 5 и др.  [c.17]

Общие требования, предъявляемые к магнитомягким материалам — это высокие значения магнитной проницаемости и индукции по возможности, малые потери на гистерезис, токи Фуко и низкая коэрцитивная сила. Для получения таких свойств ферромагнитный материал должен иметь гомогенную структуру (чистый металл или твердый раствор) с возможно низким содержанием включений и примесей, Материал должен иметь рекристаллизован-ную структуру, Т. е. минимальные внутренние напряжения. По своим свойствам и назначению материалы этого класса сплавов могут существенно различаться, например, для изготовления реле и трансформаторов применяют электротехническое железо, динамную и трансформаторную сталь для изготовления трансформаторов тока используют сплавы пермаллойной группы. К этому классу материалов относятся также сплавы перминварной группы и сплавы с высокой намагниченностью насыщения. Магнитомягкие ферромагнитные материалы в приборостроении классифицируются по свойствам и применению следующим образом  [c.130]

По способу создания магнитного поля бетатроны могут быть с магнитопроводом из пластин трансформаторной стали безжелезные, в которых магнитный поток создается системой соленоидов или витков с током без применения ферромагнитных материалов, и по-лубезжелезные, в которых магнитный лоток лишь на отдельных участках проходит по магнитопро-воду из ферромагнитного материала.  [c.298]

При взаимодействии магнита с материалом, обладающим ферромагнитными свойствами, вектор поля, воздействующего на сердечники феррозонда, изменяется по направлению и величине. В результате появляется продольная относительно сердечников составляющая поля, а следовательно, и пропорциональный ей электрический сигнал феррозонда. Благодаря значительной глубине (до 10 мм) намагничивания аустенитной стали намагничивающим элементом снижается чувствительность преобразователя к микро-стуктурной неоднородности стали, неровностям торца заготовки (темплета) и к изменениям физико-химических свойств поверхностного слоя металла, вызванным окислением и наклепом.  [c.66]

В СССР создан магнитошумовой анализатор МАША-1, предназначенный для контроля содержания углерода в сталях, степени поверхностного упрочнения, определения степени дисперсности структуры, а также содержания немагнитной фазы в ферромагнитных изделиях.  [c.78]

Объекты из ферромагнитных материалов часто подмагничивают постоянным магнитным полем с целью уменьшения влияния вариаций магнитных свойств материала на сигналы ВТП. На рис. 48 показана зависимость отношения сигнал/помеха At/ (h y/AUif (fi) для поверхностного дефекта типа А (см. рис. 41) глубиной /г = 0,1 в прутке из стали 30 при = 0,1 от относительной напряженности Я = Я /Яцп1ах постоянного магнитного поля.  [c.121]

РМЖ-4 011 фирма Карл Дойч, ФРГ) Ферромагнитные стали 0,1- 100 10 Переменный (0,3 А, 1500 Гц) 20 Нет данных То же 3,3 Сеть (220 В, 50 Гц)  [c.178]

Разница в магнитном состоянии труб объясняется комплексом физических свойств металла, связанных с его сопротивлением намагничиванию. К таким свойствам прежде всего следует отнести легко измеряемую неразрущающим способом коэрцитивную силу, т. е. магнитное напряжение, необходимое для уничтожения остаточного магнетизма и размагничивания железа. Возможно определять стойкость экранных труб из ферромагнитной стали к внутрикотловой коррозии путем измерения коэрцитивной силы ме галла. Чем ниже коэрцитивная сила, тем быстрее приобретает металл трубы повышенную намагниченность в процессе эксплуатации, тем меньшей стойкостью к внутрикотловой и прежде всего к водородной коррозии обладает данная труба.  [c.55]

Имеется ряд сообщений о работах по раннему обнаружению структурных изменений при циклических испытаниях образцов и деталей из ферромагнитных материалов. Характерные изменения показаний приборов с проходной катушкой при испытании образцов из стали 3 на частоте 15 кгц в испытательной машине МВП-1000 наблюдали К. В. Маркевич и С. А. Наумов [Л. 47].  [c.165]

Свойства аустенито-ферритных сталей зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз, а также процессов, протекающих в них. Количественное соотношение этих фаз зависит от температуры закалки и может ею регулироваться (табл. 7). Последующее старение этих сталей ведет к превращению а- у, т. е. преследует цель свести ферритную фазу к наименьшему количеству. В результате старения аустенито-ферритные стали утрачивают свои первоначальные ферромагнитные свойства. Электромагнитные свойства этих сталей, как и для аустенитных, изучаются для более полного исследования процессов, происходящих в них. Исследования с целью неразрушающего контроля механических свойств неизвестньь  [c.103]

Магнитные неоднородности в электротехнической стали, как и в ферромагнитных материалах вообще, носят чрезвычайно разнообразный характер [1]. В данной работе рассматриваются некоторые вопросы, касающиеся неоднородности магнитных свойств в трансформаторной стали, описанной впервые в работе [2], в которой изложена методика исследований, проведенных на образцах промышленной трансформаторной стали марок ЭЗЗО, ЭЗЗОА и М6Х размерами 100Х Х500Х0,35 мм. В данной работе ставится задача найти связь между представленной в [2] магнитной макроструктурой в листах трансформаторной стали и их кристаллической структурой, а также исследовать влияние на характер магнитной макроструктуры пластической деформации образца.  [c.190]

А. Ф. Маскаева, С. Ю. Гуревича i[l—3] показали, что ультразвуковые волны в инварных сплавах, техническом железе, хромистых и углеродистых сталях возбуждаются за счет магнитострикционных сил. Особенно эффективно возбуждение ультразвуковых волн за счет магнитострикционных сил происходит при повышенных температурах. Таким образом, для выяснения закономерностей возбуждения ультразвуковых волн в ферромагнетиках наряду с амперовыми силами необходимо учитывать магнитострикционные силы. К сожалению, до сих пор не существует корректного аналитического выражения для объемной плотности магнитострикционных сил в ферромагнетиках. При анализе магнитострикционных явлений в ферромагнитных поликристаллах обычно пользуются выражением для объемной плотности магнитострикционных сил в парамагнетиках, которое было впервые получено Таммом [4]  [c.246]

---

mash-xxl.info

Ферромагнитные материалы.

Ферромагнитные материалы делятся на две группы: магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

а) Магнитно-мягкие материалы (таблица №1) применяются в качестве магнитопроводов (сердечников) в устройствах и приборах, где магнитный поток постоянный (полюсные башмаки и сердечники измерительного механизма) или переменный (например, магнитопровод трансформатора). Они обладают низким значением коэрцитивной силыH_c(ниже 400А/м), высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями от гистерезиса. К этой группе материалов относятся: техническое железо и низкоуглеродистые стали, листовые электротехнические стали, железоникелевые сплавы с высокой проницаемостью (пермаллои) и оксидные ферромагнетики – ферриты и оксиферы.

Техническое железо с содержанием углерода до 0,04%, углеродистые стали и чугун широко применяются для магнитопроводов, работающих в условиях постоянных магнитных полей. Техническое железо обладает высокой индукцией насыщения (до 2,2 Тл), высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой.

Электротехнические стали– это сплавы железа с кремнием (1-4%). Путем изменения содержания кремния и применением различных технологических приемов получаются стали с широким диапазоном магнитных свойств. Кремний улучшает свойства технического железа: увеличиваются начальная и максимальная магнитные проницаемости, уменьшается коэрцитивная сила, уменьшаются потери энергии от гистерезиса, увеличивается удельное электрическое сопротивление, что важно для уменьшения так называемых вихревых токов, возникающих при циклически изменяющемся магнитном поле и нагревающих магнитопровод.

Стали, с низким содержанием кремния, имеют низкую магнитную проницаемость, большую индукцию насыщения и большие удельные потери, они применяются в установках и приборах цепей постоянного тока или переменного тока низкой частоты. Стали с высоким содержанием кремния применяются в тех случаях, когда нужно иметь высокую магнитную проницаемость в слабых и средних полях и малые потери от гистерезиса и вихревых токов, вследствие чего они могут применятся для магнитопроводов, работающих при повышенной частоте тока.

Рассмотрим некоторые виды магнито-мягких материалов, которые наиболее часто применяются в промышленности.

Пермаллои– это сплавы различного процентного содержания железа и никеля, а некоторые из них, кроме того, молибдена, хрома, кремния, алюминия. Пермаллои имеют высокую магнитную проницаемость, в 10-15 раз большую, чем у листовой электротехнической стали. В этих сплавах индукция насыщения достигается при малых напряженностях поля (от десятых долей до нескольких сотен ампер на метр). Одни из них имеют низкую индукцию насыщенияB_s(около 0,6 –0,8 Тл), другие – относительно высокую (1,3 – 1,6 Тл). К первой группеотносятся высоконикелевые пермаллои, например содержащий 79% никеля и 3,8% молибдена, у которого_н=22000;_max=120000;B_s=0,75Тл. Ко второй группе относятсянизконикелевые пермаллои, например содержащие 45% никеля, у которого_н=2500;_max=23000;B_s=1,5Тл.

У пермаллоев с прямоугольной петлей гистерезиса (рис. 6) степень прямоугольности петли характеризуется отношением остаточной индукцииB_rк максимальной индукцииB_max, под которой понимают индукцию при напряженности поля, в 5-10 раз превышающую коэрцитивную силу. Это отношение достигает 0,85-0,99. Коэрцитивная сила таких пермаллоев лежит в пределах от 1 до 30 А/м.

Магнитные свойства пермаллоев в сильной степени зависят от технологии их изготовления.

Ферритаминазывают ферромагнитные материалы, получаемые из смеси окислов железа, цинка и других элементов. При изготовлении магнитопроводов смесь размалывают, прессуют и отжигают при температуре около 1200_­­⁰С; таким образом, получают магнитопроводы нужной формы. Ферриты обладают очень большим удельным сопротивлением, вследствие чего потери из-за вихревых токов чрезвычайно, малы и их можно применять при высокой частоте.

Ферриты обладают значительной начальной магнитной проницаемостью, незначительной индукцией насыщения(0,18 – 0,32Тл) и малой коэрцитивной силой (8 – 80 А/м).

Магнитодиэлектрики – это материалы, получаемые из смеси мелкозернистого ферромагнитного порошка с диэлектриком (поливинилхлорид, полиэтилен). Смесь формуют, прессуют и запекают; в результате мельчайшие частицы ферромагнетика оказываются разделенными электроизолирующей пленкой из немагнитного материала.

Ферритыимагнитодиэлектрикишироко применяются в качестве сердечников в аппаратуре проводной и радиосвязи, в магнитных усилителя, вычислительных машинах и в других областях техники.

В настоящее время ведутся разработки новых видов магнито-мягких материалов. Одним из таких видов является ленточный магнитопроводразработанный фирмойГАММАМЕТ^® —гаммамет^® 412А.

Магнитопроводы ГАММАМЕТ^®412А изготавливаются из ленты толщиной 25 мкм с нанокристаллической структурой. Лента получается методом быстрой закалки из сплава на основе железа. Магнитопроводы после термической обработки в продольном магнитном поле имеют высокую прямоугольность петли магнитного гистерезиса (см. рис. 7) и низкие удельные магнитные потери.

Предельные значения температуры окружающей среды от -60 °С до +125°С. Полный срок службы магнитопроводов — 30 лет. Технические условия обеспечивают коэффициент прямоугольности B_r/B₁₀>0,85.

Магнитопроводы ГАММАМЕТ^®412А заменяют магнито-мягкие железоникелевые сплавы и ферриты с прямоугольной петлей магнитного гистерезиса.

Область применения: магнитные усилители, импульсные трансформаторы, дроссели насыщения, магнитные ключи.

Таблица №1

«Магнитные свойства некоторых магнито-мягких материалов».

В таблице приведены данные о магнитных свойствах некоторых магнито-мягких материалах. Такие материалы намагничиваются в относительно слабых магнитных полях и обладают высокими значениями начальной µ_н и максимальной µ_max магнитных проницаемостей, малым значением коэрцитивной силы H_c . Значения B_max — максимальной магнитной индукции – соответствует намагниченности насыщения ферромагнетиков.

Ферромагнетик	Вmax Tл	µн	µmax	Нс А/м	Свойства
Альсифер	1,1	20000	117000	1,8	Отличается механической твердостью и хрупкостью. Обладает малой коэр-ой силой и высокими значениями магнитных проницаемостей. Удельное эл. сопротивление 0,6 мкОм·м. Идет на изготовление магнитопро-д, корпусов приборов.
Пермаллои высоко — никелевые	0,70-0,75	14000-50000	60000-300000	0,8-4,8	Сплав, обладающий высокой магнитной проницаемостью и небольшой коэр-ой силой. Применяется для изготовления сердечников слаботочных транс-ов звукового диапазона, дросселей и т.д.
Электротехни-ческая сталь	2	200-600	3000-8000	9,6-64,0	Сталь электротехническая (тран-ая) используется для изготовления сердечников транс-ов, дросселей, эл. машин и т.д.
Ферриты никель-цинковые и марганец-цинковые	0,18-0,40	100-6000	3000-10000	8-120
Железо (технически чистое, мин. кол-во примесей)	2,16	250	7000	64
Магнитопроводы ГАММАМЕТ® 412А	1,12		600 000	1,2	Область применения: магнитные усилители, импульсные трансформаторы, дроссели насыщения, магнитные ключи. Температура Кюри 610 °C Плотность: 7400 кг/м3 Удельное электросопротивление: 1,25•10-6 Ом•м

б) Магнитно-твердыематериалы (таблица №2) предназначены для изготовления постоянных магнитов самого различного назначения. Эти материалы характеризуются большой коэрцитивной силой и большой остаточной индукцией.

К магнитно-твердым материалам относятся: углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые стали; их коэрцитивная сила 5000-8000 А/м, остаточная индукция 0,8 – 1Тл. Они обладают ковкостью, поддаются прокатке, механической обработке и выпускаются промышленностью в виде полос или листов.

К магнитно-твердым материалам, обладающим лучшими магнитными свойствам, относятся сплавы: альни, альниси, альнико и др. Они характеризуются коэрцитивной силой H_c=20 00060 000 А/м и остаточной индукциейB_r=0,40,7 Тл.

Таблица №2

«Магнитные свойства некоторых магнито-твердых материалов».

В таблице приведены основные данные о магнитных свойствах некоторых магнито-твердых материалов. Эти материалы намагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях и обладают большими значениями коэрцитивной силы H_c, большой остаточной магнитной индукцией B_r, большими значениями плотности энергии магнитного поля ω=B_r ּH_cи сравнительно малыми значениями магнитной проницаемости.

Ферромагнетик	Нс, А/м	Вr, Tл	ωmax, Дж/м3	Свойства
Альни-3	40000	0,5	7200	Сплавы обладают большими значениями коэрцитивной силы и остаточной индукцией. Плотность 6900 кг/м3 (альни) и 7100 кг/м3 (альнико). Применяются для изготовления литых постоянных магнитов.
Альнико-15	48000	0,75	12000
Альнико-18	52000	0,90	19400
Магнико	40000	1,23	32250	Высококоэрцитивный сплав, плотностью 7000кг/м3. Сплав используется для изготовления постоянных магнитов. Магниты из магнико при равномерной магнитной энергии в 4 раза легче магнитов из сплава альни.

studfile.net

Ферромагнитные материалы | Электрикам

Любой ферромагнетик принадлежит к одной из двух групп: магнитно-мягких, либо магнитно-твердых.

Ферромагнитные материалы магнитно-мягкой группы

Данные материалы активно используются в магнитопроводах разнообразных технических изделий с постоянным, либо переменным (к примеру, в трансформаторных магнитопроводах) магнитным потоком. Они характеризуются небольшой (не более 400А/м) коэрцитивной силой при хороших показателях магнитной проницаемости (далее: проницаемости), и невысоких потерях гистерезисной природы. Сюда входят: техническое железо, а также, оксидные ферромагнетики, некоторые марки стали: низкоуглеродистой и электротехнической листовой, а также перамаллои (железно-никелевые сплавы, с высокой проницаемостью).

Техническое железо, содержит не свыше 0,04% углерода, а также различные стали и чугун часто используют в магнитопроводах, которые работают в постоянном магнитном поле. У него высокие показатели индукции насыщения (до 2,2 Тл) и проницаемости при небольшой коэрцитивной силе.

К электротехническим сталям принадлежат сплавы железа с кремнием, которого может содержаться 1 – 4%. Варьируя процент кремния, а также, используя различные технологические методы, получают материалы с различающимися магнитными параметрами. Наличие кремния способствует улучшению магнитных параметров железа: повышению как начальной, так и наивысшей проницаемости при дополнительном снижении и коэрцитивной силы, и гистерезисных энергопотерь. При этом повышается сопротивление, что также полезно, поскольку в результате, становится меньше т.н. вихревых токов, неизбежно образующихся при повторяющихся изменениях параметров поля. Именно эти токи являются одной из основных причин нагрева магнитопроводов.

Электротехнические стали с невысоким процентом кремния характеризуются слабой проницаемостью при высоких показателях индукции насыщения и значительными удельными потерями. Их используют в различных потребителях постоянного, либо, низкочастотного переменного тока. Сталь с более высоким процентом кремния используют при необходимости хорошей проницаемости в условиях слабых, либо средних полей, минимизации потерь от вихревых токов и гистерезиса. Данные стали могут использоваться в магнитопроводах, которые работают при высокочастотном переменном токе.

Несколько подробнее о самых распространенных магнитно-мягких материалах

Пермаллои

Этим термином обозначается ряд сплавов железа и никеля. Содержание компонентов в них различается, также, в состав некоторых из пермаллоев могут входить другие легирующие добавки вроде молибдена или хрома. Все пермаллои отличаются превосходной проницаемостью, превосходя по данному показателю электротехническую (кремниевую) сталь в 10-15 раз.

Показатели напряженности поля, необходимой для достижения индукции насыщения у этих сплавов невысоки (от десятых долей до сотен А/м) и зависят от конкретного сплава. У одних индукция насыщения очень низка, их B_s может составлять 0,6-0,8 Тл, у других – значительно выше: 1,3-1,6 Тл. К первой категории относятся сплавы с большим содержанием никеля. К примеру сплав, состоящий из никеля на 79% при 3,8% молибдена имеет следующие характеристики: μ_н=22000; μ_max=120000; B_s=0,75Тл. К другой категории принадлежат пермаллои, где содержится значительно меньше никеля. Так, у сплава с содержанием никеля 45% характеристики следующие: μ_н =2500; μ_max=23000; B_s=1,5Тл.

Рисунок 1 — Петля гистерезиса пермаллоев

В пермаллоях, где петля гистерезиса имеет форму, напоминающую прямоугольник (рис. 1), уровень её близости к классической прямоугольной форме соответствует отношению значений остаточной (B_r) к наибольшей (B_max) индукции. За B_max здесь принимается показатель индукции в поле, с напряженностью выше коэрцитивной силы в 5-10 раз. Данное отношение может составлять до 0,85-0,99. Коэрцитивная сила у подобных пермаллоев составляет от 1 до 30 А/м.

Магнитные качества пермаллоев во многом определяются не только их составом, но и методом их производства.

Ферриты

К группе ферритов относятся ферромагнетики, получаемые смешиванием окислов нескольких элементов, в число которых обязательно входит железо и цинк. Процесс их изготовления состоит в следующем. Сначала нужная смесь измельчается, затем спрессовывается и отжигается при 1200°С. В результате получается готовый магнитопровод заданной формы.

У ферритов весьма значительно удельное сопротивление, поэтому потери от вихревых токов минимальны. Это делает их востребованными для использования при высокочастотных токах.

Начальная проницаемость ферритов также весьма значительна при невысокой индукции насыщения (0,18 — 0,32 Тл) и небольшой коэрцитивной (8 – 80 А/м) силе.

Магнитодиэлетрики

Материалы данной группы получают смешиванием мелкофракционного ферромагнитного порошка с различными изолирующими материалами (обычно: полиэтилен или ПВХ) с последующей формовкой, прессовкой и запеканием. В результате, микроскопические частицы ферромагнетика разделяются тонким слоем непроводящего ток и немагнитного вещества.

Магнитодиэлектрики (так же, как и ферриты) служат для производства сердечников в разнообразных электромагнитных изделиях: приемниках, передатчиках, усилителях, компьютерах и т.д.

 

Рисунок 2 — Статическая петля магнитного гистерезиса магнитопровода ГАММАМЕТ 412А

Работы над созданием новых типов магнитно-мягких материалов продолжаются и сейчас. Так, недавно специалистами фирмы ГАММАМЕТ был создан магнитопровод ленточного типа «гаммамет 412А». Его изготавливают из специальной ленты с нанокристаллическим строением, толщина которой составляет 25 мкм. Саму ленту получают скоростным закаливанием одного из сплавов, где главной составляющей служит железо. Затем магнитопроводы подвергают термообработке в условиях продольного магнитного поля. После этого их петля гистерезиса приобретает форму очень близкую к правильной прямоугольной (рис. 2). Соответственно данные магнитопроводы характеризуются минимальными показателями удельных магнитных потерь.

Такие магнитопроводы сохраняют свои качества при температурах среды от -60 до +125°С и способны прослужить 30 лет. ТУ обеспечены коэффициентом соответствия прямоугольной форме B_r/B₁₀ > 0,85.

Гаммамет 412А способен стать хорошей заменой ферритам и другим материалам, имеющим петлю гистерезиса близкую к прямоугольной форме. Среди перспективных сфер использования: различные магнитные устройства и установки, насыщающие дроссели и т.д.

Ферромагнитные материалы магнитно-твердой группы

Из материалов данной группы производят практически все постоянные магниты. Все они характеризуются значительными величинами как коэрцитивной силы, так и остаточной индукции.

Сюда относят углеродистую, а также некоторые марки легированной (хромом, кобальтом или вольфрамом) стали. Величина коэрцитивной силы варьируется в границах от 5000 до 8000 А/м при величине остаточной индукции в 0,8 – 1 Тл. Все эти стали достаточно пластичны, их можно ковать, прокатывать и обрабатывать резанием. Промышленность их производит листами и полосами.

Наилучшие магнитные параметры среди материалов этой группы имеют сплавы «альни», «альнико» и т.д. Их коэрцитивная сила составляет H_c = 20 000 — 60 000 А/м, при величине остаточной индукции в B_r = 0,4 — 0,7 Тл.

electrikam.com

Магнитящиеся нержавеющие стали и коррозионностойкость — Статьи

Бывают ли магнитящиеся нержавеющие стали и как это влияет на коррозионностойкость

На вопрос о том, магнитится ли нержавеющая сталь, однозначного ответа не существует, поскольку магнитные свойства сплавов определяются свойствами их структурных составляющих.

Классификация материалов по их магнитным свойствам

Тела, помещённые в магнитное поле, намагничиваются. Интенсивность намагничивания (J) прямо пропорциональна увеличению напряжённости поля (H):

J= ϰH, где ϰ – коэффициент пропорциональности, называемый магнитной восприимчивостью.

Если ϰ>0, то такие материалы называют парамагнетиками, а если ϰ

Некоторые металлы – Fe, Co, Ni, Cd – обладают чрезвычайно большой положительной восприимчивостью (около 105), они называются ферромагнетиками. Ферромагнетики интенсивно намагничиваются даже в слабых магнитных полях.

Нержавеющие стали промышленного назначения могут содержать в своей структуре феррит, мартенсит, аустенит или комбинации этих структур в разных соотношениях. Именно фазовыми составляющими и их соотношением определяется – магнитится нержавейка или нет.

Магнитная нержавеющая сталь: структурный состав и марки

Существуют две фазовые составляющие стали с сильными магнитными характеристиками:

• Мартенсит, с точки зрения магнитных свойств, является чистым ферромагнетиком.
• Феррит может иметь две модификации. При температурах, которые находятся ниже точки Кюри, он, как и мартенсит, ферромагнетик. Высокотемпературный дельта-феррит – парамагнетик.

Таким образом, коррозионностойкие стали, структура которых состоит из мартенсита, – это магнитная нержавейка. Эти сплавы реагируют на магнит, как обычная углеродистая сталь. А ферритные или феррито-мартенситные стали могут иметь различные свойства, зависящие от соотношения фазовых составляющих, но, чаще всего, и они ферромагнитны.

К данной категории относятся хромистые и некоторые хромникелевые стали. Они разделяются на следующие подгруппы:

• Мартенситные стали твёрдые, упрочняются закалкой и отпуском, как обычные углеродистые стали. Применяются они в основном для производства столовых приборов, режущего инструмента и в общем машиностроении.

Стали 20Х13, 30Х13, 40Х13 мартенситного класса производятся преимущественно в термически обработанном шлифованном или полированном состоянии

Хромоникелевая сталь мартенситного класса 20Х17Н2 обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем 13%-ые хромистые стали. Эта сталь отличается высокой технологичностью – хорошо поддаётся штамповке, горячей и холодной, обрабатывается резанием, может свариваться всеми видами сварки.

• Ферритные стали типа 08Х13 мягче мартенситных из-за меньшего содержания углерода. Одна из самых потребляемых сталей ферритного класса – магнитный коррозионностойкий сплав AISI 430, который является улучшенным аналогом марки 08Х17. Эта сталь применяется для изготовления технологического оборудования пищевых производств, используемого при мойке и сортировке пищевого сырья, измельчения, разделения, сортировки, расфасовки, транспортировки продукции.
• Ферритно-мартенситные стали (12Х13) имеют в структуре мартенсит и структурно-свободный феррит.

Немагнитная нержавеющая сталь

К немагнитным сплавам относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали следующих групп:

• Аустенитные стали по объёму производства занимают ведущее место. Широко распространена нержавейка немагнитная аустенитного класса – сталь AISI 304 (аналог – 08Х18Н10). Этот материал применяется в производстве оборудования для пищевой промышленности, изготовления тары для кваса и пива, испарителей, столовых приборов – кастрюль, сковород, мисок, раковин для кухни, в медицине – для игл, судового и холодильного оборудования, сантехнического оборудования, резервуаров для жидкостей различного состава и назначения и сухих веществ. Стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т (используется в метизах А2), 10Х17Н13М2Т (используется в метизах для использования в агрессивных средах, кислотостойких и соленых, А4) имеют прекрасную технологичность и высокую коррозионную стойкость даже в парах химических производств и океанских водах.
• Аустенитно-ферритным сталям характерно высокое содержание хрома и пониженное содержание никеля. Дополнительными легирующими элементами являются молибден, медь, титан или ниобий. Эти стали (08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т) имеют некоторые преимущества перед аустенитными сталями – более высокую прочность при сохранении требуемой пластичности, большую стойкость к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию.

К группе немагнитных материалов относятся также коррозионностойкие аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные стали.

Способ определения, является ли немагнитная сталь коррозионностойкой

Как показывает изложенная выше информация, однозначного ответа на вопрос – нержавейка магнитится или нет – не существует.

Если сталь магнитится, можно ли узнать, является ли она коррозионностойкой? Для ответа на этот вопрос необходимо зачистить небольшой участок детали (проволоки, трубы, пластины) до блеска. На зачищенную поверхность наносят и растирают две-три капли концентрированного раствора медного купороса. Если сталь покрылась слоем красной меди – сплав не является коррозионностойким. Если никаких изменений на поверхности материала не произошло, то перед вами нержавеющая сталь.

Проверить в домашних условиях, относится ли сталь к группе пищевых сплавов, невозможно.

Магнитные свойства нержавеющей стали никак не влияют на эксплуатационные характеристики, в частности, на коррозионную стойкость материала.

 

Получив необходимую информацию вы можете подобрать необходимые Вам метизы и крепёж из нержавеющих сталей в нашем магазине: http://lednik.com.ua/shop

15.12.2016 г.

lednik.com.ua

Магнитные свойства аустенитной нержавеющей стали

На многих общедоступных ресурсах интернета аустенитные нержавеющие стали, в т.ч. AISI 304L, AISI 316L называют немагнитными. Попробуем разобраться, так ли это на самом деле. Отчасти это утверждение верно. При определённых условиях магнитная проницаемость этих сталей близка к значениям магнитной проницаемости вакуума. И вместе с тем ошибочно считать, что все изделия из аустенитных сплавов абсолютно лишены магнитных свойств. Действующие российские стандарты допускают заметную магнитную проницаемость у аустенитных сталей.

Свойства изделий (переходов, тройников заглушек) из коррозионно-стойких аустенитных сталей марок  AISI 304L, AISI 316L при нормальных условиях – немагнитные, а после холодного деформирования могут проявиться магнитные свойства.

Иначе говоря, сами по себе нержавеющие листы  из аустенитных сталей, которые являются заготовками для производства электросварных деталей трубопровода, не обладают заметной магнитной проницаемостью. Однако, технологические процессы изготовления, например, нержавеющих переходов согласно EN 10253-4 (DIN 2616) или отводов по DIN 11852  предусматривают механическую обработку заготовок именно путём холодного деформирования. Промышленное изготовление практически всех  электросварных деталей трубопроводов  и других изделий из листового металлопроката предусматривает схожие производственные процессы: вальцовку, штамповку, вытяжку и др.

Таким образом, немагнитные заготовки из аустенитных сталей в ходе производства подвергаются интенсивным деформациям. Это приводит к образованию ферромагнитных фаз в аустенитной матрице – высокодисперсных  кристаллов  мартенсита.

Поэтому изначально «немагнитные» стали марок AISI 304L, AISI 316L, AISI 321, но уже в виде готовых изделий (переходов, отводов, тройников, донышек  и др.)  обладают вполне заметной магнитной проницаемостью.

Магнитную проницаемость материала обозначают коэффициентом μr, показывающим отношение магнитной проницаемости материала к магнитной проницаемости вакуума. Материал имеет низкую магнитную проницаемость, если его коэффициент μr близок к 1.

Пример 1: AISI 304L: μr ≈ 1,8

Пример 2: AISI 316L: μr ≈ 1,015

Поэтому определять марку стали, опираясь лишь на магнитные свойства изделия, как на косвенную характеристику сплава зачастую вводит в заблуждение. Достоверным показателем качества элементов трубопровода из коррозионно-стойких сталей является определение их химического состава. Данный анализ проводится при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра.

www.inoxpoint.ru

Нержавейка магнитится или нет: как определить нержавеющую сталь

Учитывая тот факт, что нержавейка сегодня выпускается в большом разнообразии марок, нельзя однозначно ответить на вопрос о том, магнитится она или нет. Магнитные свойства нержавеющих сталей зависят от химического состава и, соответственно, от внутренней структуры сплавов.

Портативный анализатор металлов позволяет быстро определить содержание химических элементов и сделать заключение о качестве нержавеющей стали

От чего зависят магнитные свойства материалов

Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности (Н) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. При этом интенсивность такого намагничивания, которая обозначается буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. В формуле, по которой вычисляется интенсивность намагничивания определенного вещества (J = ϞH), также учитывается коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитная восприимчивость вещества.

В зависимости от значения данного коэффициента все материалы могут входить в одну из трех категорий:

• парамагнетики – коэффициент Ϟ больше нуля;
• диамагнетики – Ϟ равен нулю;
• ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых отличается значительной величиной (такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт, никель и кадмий, способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля).

Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы

Магнитные свойства, которыми обладает нержавейка, связаны еще и с ее внутренней структурой, которая может включать в себя аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. При этом на магнитные свойства нержавейки оказывают влияние как сами фазовые составляющие, так и то, в каком соотношении они находятся во внутренней структуре.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Хорошими магнитными свойствами отличается нержавейка, в которой преобладают следующие фазовые составляющие:

• Мартенсит – является ферромагнетиком в чистом виде.
• Феррит – данная фазовая составляющая внутренней структуры нержавейки в зависимости от температуры нагрева может принимать две формы. Ферромагнетиком такая структурная форма становится в том случае, если сталь нагревают до температуры, находящейся ниже точки Кюри. Если же температура нагрева нержавейки находится выше этой точки, то в сплаве начинает преобладать высокотемпературный дельта-феррит, который является выраженным парамагнетиком.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что магнитится та нержавейка, во внутренней структуре которой преобладает мартенсит. Как и обычные углеродистые стали, такие сплавы реагируют на магнит. По данному признаку их и можно отличить от немагнитных.

Способность нержавейки магнитится не влияет на её коррозионную стойкость

Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или его смесь с мартенситом, чаще всего также относятся к ферромагнетикам, но их свойства могут различаться в зависимости от соотношения фазовых составляющих их внутренней структуры.

Нержавейка, магнитные свойства которой могут изменяться, – это преимущественно хромистые и хромоникелевые сплавы, которые могут относиться к одной из нижеприведенных групп.

Мартенситные

Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые, могут упрочняться при помощи закалки и отпуска. Такая нержавейка, кроме предприятий общего машиностроения, активно используются в быту (в частности, именно из нее производят столовые приборы и режущие инструменты). К наиболее распространенным маркам таких магнитных сталей, изделия из которых производятся с термообработкой и могут подвергаться финишной шлифовке и полировке, относятся 20Х13, 30Х13, 40Х13.

Сталь марки 30Х13 менее пластична, чем сплав 20Х13, несмотря на сходный состав (нажмите для увеличения)

В данную категорию также входит сплав марки 20Х17Н2, который отличается повышенным содержанием хрома в своем химическом составе, что значительно усиливает его коррозионную устойчивость. Почему такая нержавейка популярна? Дело в том, что, кроме высокой устойчивости к коррозии, она характеризуется отличной обрабатываемостью при помощи холодной и горячей штамповки, методов резания. Кроме того, изделия из такого материала хорошо свариваются.

Ферритные

Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13, активно используемая в пищевом производстве. Из такой нержавейки изготавливают изделия и оборудование, предназначенные для мойки, сортировки, измельчения, сортировки, а также транспортировки пищевого сырья.

Механические свойства стали 08Х13

Мартенситно-ферритные

Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13.

Коррозионная стойкость стали марки 12Х13 (другое название 1Х13)

Нержавеющие стали, не обладающие магнитными свойствами

К нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые. Их принято разделять на несколько групп.

Аустенитные

Наиболее популярной маркой таких нержавеющих сталей, которые занимают ведущее место среди немагнитных стальных сплавов, является 08Х18Н10 (международный аналог по классификации AISI 304). Стали данного типа, к которым также относятся 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, активно используются в производстве оборудования для пищевой промышленности; кухонной посуды и столовых приборов; сантехнического оснащения; емкостей для пищевых жидкостей; элементов холодильного оборудования; емкостей для пищевых продуктов; предметов медицинского назначения и др.

Состав и применение аустенитных сталей

Большие преимущества такой нержавейки, не обладающей магнитными свойствами, – это ее высокая коррозионная устойчивость, демонстрируемая во многих агрессивных средах, и технологичность.

Аустенитно-ферритные

Стали данной группы, наиболее популярными марками которых являются 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т, отличаются высоким содержанием хрома, а также пониженным содержанием никеля. Для придания такой нержавейке требуемых характеристик (оптимального сочетания высокой прочности и хорошей пластичности, устойчивости к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию) в ее химический состав вводят такие элементы, как медь, молибден, титан или ниобий.

Химический состав некоторых промышленных марок аустенитно-ферритных сталей (нажмите для увеличения)

Кроме вышеперечисленных, к нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся сплавы с аустенитно-мартенситной и аустенитно-карбидной структурой.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей

Учитывая все вышесказанное, можно сделать следующий вывод: даже если сталь обладает магнитными свойствами, это совершенно не значит, что ее нельзя отнести к сплавам нержавеющего типа. Существует достаточно простой способ, позволяющий проверить, является ли магнитная сталь нержавейкой. Для того чтобы это определить, необходимо зачистить участок поверхности проверяемого изделия до металлического блеска, а затем нанести на этот участок несколько капель концентрированного медного купороса.

На то, что перед вами именно нержавейка, укажет налет красной меди, которым покроется зачищенный участок. Такой несложный способ позволяет очень точно определить, является ли магнитная сталь нержавеющей. А вот проверить (а особенно определить в домашних условиях), относится ли нержавейка к категории пищевых, практически невозможно.

Если вы решили проверить, относится магнитная сталь к нержавеющим или нет, имейте в виду, что такие ее свойства, как способность намагничиваться, нисколько не ухудшают ее коррозионной устойчивости.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

met-all.org