книги из ГПНТБ / Лившиц Б.Г. Высококоэрцитивные сплавы на железоникельалюминиевой основе

Из табл. 10 ([18 и 16]) следует,'что введение кобальта в со­ став стали позволяет увеличить в полтора-два раза ее коэрци­ тивную силу при незначительном снижении илц без снижения остаточной индукции..

Существенно, что кобальт позволяет значительно повысить

магнитную энергию сплава, не снижая при этом остаточной индукции. В случае, если мы хотим несколько поступиться маг­ нитной энергией сплава, то возможно даже повышение остаточ­ ной индукции при одновременно значительном повышении коэр. цитивной силы, по сравнению со свойствами бескобальтовой ста­ ли, содержащей такие же количества никеля и алюминия. .

сталей с низкими содержаниями никеля и алюминия, так как кобальт, так же как и никель и алюминий, понижают магнит­

ное насыщение сплава. Поэтому бескобальтовые сплавы, при­ веденные для сравнения в табл. 10, также содержат относи­ тельно небольшие количества никеля и алюминия и обладают малой магнитной энергией. Сравнение кобальтовых сплавов с бескобальтовыми, содержащими большие количества никеля и алюминия, значительно изменяет соотношение в пользу беско-

109

Наиболее высокое значение остаточной индукции при наибо­ лее высокой коэрцитивной силе обнаруживается на тонком се­ чении для любой скорости охлаждения. С увеличением сечения

остаточная индукция при всех скоростях охлаждения уменьша­ ется.

Лучшее сочетание значений Вг и Нс, даюшее максималь­ ное значение магнитной энергии (ВГНС) для всех сечений спла­ вов 1—3, получается при охлаждении на воздухе.

Максимум коэрцитивной силы получается при охлаждении от 1250° для образцов сечением 12X12 лш2, максимум остаточ­ ной индукции — от 1200°, а для образцов 8X8 лш2, начиная с 1100°, величина остаточной индукции почти не изменяется.

Для сплава 4 также наибольшая величина магнитной энер­ гии получается при охлаждении на воздухе от 1250°.

Лучшими условиями охлаждения, при которых получаются максимальные значения магнитной энергии, можно считать для

сплавов 4 и 5 воздух для образцов всех сечений, а для сплава 6 также воздух для образцов 6X6 и 12Х 12 мм2 и струю возду­ ха для образцов 20X20 и 30X30 лш2.

На рис. 98 показано влияние, оказываемое кобальтом на маг­ нитные свойства сплава 1 с содержанием 17% Ni, 11% Al и 6% Си после оптимальной термической обработки. Данные, приве-

111

денные для сечений 8x8 лш2 и 12 X 12 мм2 сплава 1, получены

после обработки II типа и отпуска.

Как видно из этого рисунка, наибольшее влияние на коэрци­ тивную силу оказывает присадка кобальта. С увеличением со­ держания кобальта в сплаве коэрцитивная сила значительно увеличивается. Следует отметить, что коэрцитивная сила сплава

ной индукции [19].

На рис. 99 показано влияние, оказываемое присадкой кобаль­ та на магнитные свойства сплавов с 22% Ni, 11% Al и 6% Си после оптимальной термической обработки. Отсюда видно, что с увеличением содержания кобальта в сплаве коэрцитивная си­

ла непрерывно растет, особенно резко в интервале 6—12% Со. Кривая остаточной индукции имеет максимум при 6% Со. Про­ изведение (Вг Нс) возрастает с увеличением содержания ко­ бальта тем в меньшей мере, чем выше его содержание.

коэрцитивной силы от 500 до 700 эрст и снижению остаточной

11% А1, 6% Со и 6% Си при разном содержании никеля (17 и 22%) видно, что повышенное содержание никеля при 6% Со

112

счет роста коэрцитивной силы при некотором снижении остаточ­

ной индукции. Приведенные выше исследования, а также не­

опубликованные работы заводов и институтов привели к соз­ данию стандартов в СССР и ФРГ. В табл. 14 приведены данные

стандартов ГОСТ 4402—48 и DIN 17410—54, а также фирмен­ ные данные для изотропных магнитов, подвергающихся обыч­

ной термической обработке без наложения магнитного поля.

Обращает на себя внимание повышение коэрцитивной силы до

114

1000 эрст и энергии до 2,5 106 гс-эрст путем легирования ти­

таном. Влияние этого элемента,, по данным Цумбуша [44], рас­ сматривается ниже.

Таблица 14

Магнитные свойства изотропных сплавов системы

Fe — Ni — Al — Со — Си — Ti*

* Таблицы 14, 16 и 25, 26 в основном приводятся по данным, приведенным в докла­ де А. Ш. Казарновского на конференции по постоянным магнитам, 1957, АН СССР.

♦* Данные по ГОСТ 4402—48 являются наименьшими, допускаемыми в производстве. Фактически получаемые величины Н и В выше приведенных в таблице.

Возможность дальнейшего улучшения магнитных свойств

сплавов с 12% Со путем термомагнитной обработки была под­ робно исследована в работе [27]. В этой работе были исследо­

ваны также сплавы, содержащие 15 и 18% Со, после обычной и термо-магнитной обработки, и проведено сопоставление полу­ ченных данных с опубликованными [61] значениями магнитных свойств для сплавов с 24% Со. Таким образом, исследованы спла­

вы с содержанием от 12 до 24% Со. При этом ставилась цель дос­

тичь максимального повышения остаточной индукции при по­

стоянной коэрцитивной силе (500—600 эрст).

Сплав с 12% Со содержал 18%Ni, 10% Al, 6% Си, остальное железо. Влияние скорости охлаждения на магнитные свойства показано на рис. 100. Ход кривых на этом рисунке качественнр такой же, как для железоникельалюм-иниевых сплавов без ко­ бальта. Максимальные значения коэрцитивной силы и магнитной энергии достигаются при сравнительно небольшой скорости ох-

лаждения, т. е. при охлаждении на воздухе \ что является весь­ ма удобным в технологическом отношении при массовом произ­

водстве магнитов.

Благодаря термической обработке этого сплава остаточная индукция была повышена до 7600—7700 гс при небольшом сни­ жении коэрцитивной силы (до 490—470 эрст). Величина магнит­

ной энергии (АЯ)макс при этом несомненно повышается, так как участок петли от ВГ до Нс стал более прямоугольным (рис. 101). В результате повышения температуры термомагнитной обра­ ботки до 1300° величина остаточной индукции превысила 8000 гс

при коэрцитивной силе 480—490 эрст. Последняя была еще не­ сколько увеличена путем отпуска при 600° и, таким образом,

произведение (ВГНС) достигло 4,2 • 106 гсэрст.

В данной работе была исследована также зависимость маг­ нитных свойств сплава с 17% Ni, 11% Al, 6% Си (остальное железо) от содержания кобальта (рис. 102). Эту зависимость изучали ранее (рис. 98) при содержаниях кобальта, не превы­

шающих 12%. Из рис. 102 видно, что повышение со­

116

казано возможное повышение остаточной индукции при неко­ тором снижении коэрцитивной силы у сплавов с > 12% Со пу­ тем незначительного повышения скорости охлаждения при тер­ мической обработке. Повышение содержания кобальта до 15%,

если применяется обычная термическая обработка без наложе­

ния магнитного поля, целесообразно только в том случае, если

Рис. 1Q2. Влияние кобальта на магнитные свойства сплава с 17% Ni; 11% Al и 6% Си [27]

скорость охлаждения подобрана так, чтобы возрастала коэрци­ тивная сила, при малом изменении остаточной индукции, с уве­ личением концентрации кобальта. Попытка в условиях такой

термической обработки увеличить магнитную энергию за счет по­ вышения остаточной индукции, при постоянной коэрцитивной си­

ле, не приводит к заметному выигрышу при значительном уве­

личении стоимости магнитов вследствие введения в их состав ко­ бальта. Из рис. 64 видно, что остаточная индукция и энергия магнита изменяются незначительно при увеличении содержания кобальта от 12 до 24%, если коэрцитивная сила сохраняется на постоянном уровне. Только с помощью термомагнитной обработ­

117

ки можно значительно поднять остаточную индукцию и магнит­ ную энергию при некотором повышении коэрцитивной силы (рис. 62). Остаточная индукция и магнитная энергия при термомаг­

до 24%, если при этом содержание никеля уменьшается от 18

до 14%, а алюминия от 10 до 8%, и достигают 13 000 гс и 4,8-

• 106 гс-эрст при 24% Со. Коэрцитивная сила при этом увеличи­ вается от 500 до 600 эрст. Повышением содержания никеля

можно добиться повышения коэрцитивной силы за счет оста­ точной индукции.

В табл. 15 приведены составы анизотропных сплавов и их свойства после термомагнитной обработки, по данным отечест­

венной и зарубежной техники. Из этой таблицы видно, что на-

Таблица 15

Магнитные свойства анизотропных сплавов системы

Fe — Ni — Al — Со — Си — Ti

118