СПБГУАП

Отчет

Защищен с оценкой

Преподаватель Н.В. Наймитенко

Отчет о лабораторной работе №8:

«Исследование свойств магнитно-твердых материалов»

по курсу: материаловедение

Работу выполнил

Студентк гр. 2415 П.В.Котомин

Санкт-Петербург

2015

1. Цель работы: изучение влияния на рабочую индукцию B_d постоянного магнита химического состава МТМ, термической обработки и коэффициента размагничивания; освоение инженерной методики расчета рабочей индукции постоянных магнитов, сопоставление расчетных и экспериментальных значений B_d; исследование влияния частичного размагничивания постоянного магнита на стабильность его магнитного потока при следующем воздействии посторонних магнитных полей.

2. Описание лабораторной установки:

Лабораторная установка включает в себя электромагнит для намагничивания образцов, милливеберметр М119, набор образцов из магнито-твердых материалов.

На лабораторном стенде и в данных методических указаниях приведены необходимые исходные данные для определения B_d расчетным и графическим путем:

- кривая зависимости коэффициента размагничивания N от соотношения l/d;

- длина постоянного магнита, l;

- расчетный диаметр, d;

- площадь поперечного сечения,S;

- размагничивающие участки гистерезисных циклов для МТМ, изучаемых в работе.

Катушки электромагнита питаются постоянным током от выпрямителя.

Тумблер служит для подачи напряжения на катушки электромагнита при намагничивании

образцов. Образец устанавливается между неподвижным и подвижным полюсами

электромагнита.

Определение рабочей индукции B_d постоянного магнита основано на экспериментальном измерении потокосцепления ψ милливеберметром. Потокосцепление ψ определяется как произведение ψ= Ф_d·ω, где Ф_d= B_d·S – магнитный поток через один виток измерительной катушки М119, создаваемый данным постоянным магнитом с площадью поперечного сечения S; ω- число витков в имерительной катушке милливеберметра, ω=50. Размерность потокосцепления и магнитного потока одна и таже, Вб.

Измерение ψ производится методом сдергивания образца с нейтральной линии

измерительной катушки К. При этом отклонение стрелки милливеберметра пропорционально изменению магнитного потока, сцепленного с имерительной катушкой.

шкала прибора М119 отградуирована в единицах магнитного потока- милливеберах

( 1 деление= 0,1 мВб ).

3. Описание материалов, изучаемых в работе:

Магнитно-твердые материалы используются для изготовле­ния постоянных магнитов, применяемых в различных электротех­нических устройствах, где требуется наличие постоянного магнит­ного поля. У таких материалов и различных деталей, изготов­ленных из них, состояние намагниченности сохраняется весьма длительное время. Как известно, основными магнитными харак­теристиками этих материалов являются большая коэрцитивная сила  Н_с, большая остаточная магнитная индукция В_r и, следо­вательно, большая магнитная энергия. Все эти величины можно определить из кривой гистерезиса, вернее, из ее части, расположенной в области размагничивания.

Растворенное вещество из раствора может выпадать в чистом виде или в виде химического соединения с железом. Если же провести охлаждение сплава до комнатной температуры настолько быстро, что растворенное вещество выпасть не успеет, то получится пересыщенный твердый раствор. Однако с течением времени избыточное растворенное вещество из этого раствора будет выпадать в виде малых частиц — кристалликов. Это приведет к изменению магнитных свойств сплава. Самопроизвольно этот процесс может длиться очень долго. Его можно ускорить отпуском, т. е. нагревом сплава до температуры, при которой начинается выпадение растворенного вещества, но невозможен обратный переход сплава в однородный раствор. Этот процесс получил название дисперсионного твердения. Он состоит из двух стадий тепловой обработки: закалки и отпуска.

Вольфрамовая сталь Е7В6. Магнитные свойства этой стали несколько выше, чем хромистой. Однако высокая стоимость и дефицитность вольфрама почти полностью исключают примене­ние стали Е7В6.

Вольфрамовая сталь подвержена порче как в результате от­пуска при 750—900° С, так и в результате увеличения времени выдержки при закалке сверх оптимальной. Восстановление свойств достигается нормализацией при температуре 1200— 1250° С. Закалка производится в воде или в масле при 820— 860° С.

Структурное старение вольфрамовой стали весьма велико, что требует ее остаривания путем кипячения в воде в течение 15—20 ч. Магнитная стабильность стали высокая, после размаг­ничивания на 5—10% она в дальнейшем теряет не более 0,5— 1 % потока.

Характеристики: Cr - 0,68%—0,78% (химический состав); W - 0,30-0,50 (магнитные св-ва); в состав входят также 0,2—0,4% Мп; 0,17—0,4% Si и не более 0,3% Ni, 0,03% Р, 0,02% S.