Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12719
.pdf
комнатной температуре они или их соединения с другими компонентами [Price ls. ] D - ' сплав находится в
твердом растворе в комплексе никеля и железа, и дополнительный элемент в таких пропорциях, что он
образует однородный твердый раствор при высокой температуре, но может быть разделен при более низкой
температуре на мелкодисперсное состояние, распределенное по всей массе сплава.
Согласно другому аспекту изобретения 60, содержание в тройном никель-железном сплаве тех элементов,
которые часто присутствуют лишь в следовых количествах и обычно рассматриваются как случайные
примеси, контролируется таким образом, чтобы они или их соединения 65 оставались в твердом растворе и
не образовывали сегрегации на границах кристаллов или внутри кристаллов. В целом, несмотря на то, что
используемое при изготовлении сплавов сырье имеет хорошее товарное качество, необходимо будет
подвергнуть сплав очистке с целью удаления одной или нескольких нежелательных примесей,
присутствующих в количестве, превышающем требуемое в соответствии с изобретением.
Примерами элементов, чья твердая растворимость в никель-железном комплексе сильно изменяется с
температурой и которые, следовательно, подходят для получения мелкодисперсной структуры по всей массе
тройной никель-железной матрицы, являются серебро, сера, углерод, фосфор. Соотношение этих различных
элементов в сплаве, конечно же, будет зависеть от их растворимости в сплаве при температуре отжига и при
комнатной температуре, а также от желаемых механических и магнитных свойств сплава, как описано в
спецификации № 9366/30 90 (серийный номер 357,947), которая, однако, касается только сплавов, в которых
матрицей является бинарный твердый раствор никеля и железа.
Очевидно, невозможно установить 95 предельных пропорций, в которых следует добавлять элемент или
элементы в твердом растворе, поскольку такие пропорции явно зависят от степени вхождения никеля или
железа в однородный твердый раствор. Однако можно утверждать, что путем добавления одного или
нескольких элементов в количестве, не превышающем:
J 150% хрома, 12% молибдена, 12% марганца, 10% вольфрама, 5% меди, 5% алюминия, 5% кремния или 5%
ванадия — получается сплав, обладающий лучшей постоянной магнитной проницаемостью в проводящих
полях. Преимуществом является высокая удельная сопротивление.
Следует понимать, что элементы и их пропорции, упомянутые в приведенном выше списке, даны лишь в
качестве примеров:
Могут быть использованы и другие элементы при условии, что их растворимость в железосодержащем
конплексе в используемых пропорциях практически не зависит от температуры.
Для получения желаемых свойств сплавы в соответствии с данным изобретением должны быть подвергнуты
высокотемпературной обработке (hcat-treated) таким же образом, как и тройные сплавы, описанные в патенте
№ 9366 30 (серийный номер).
/37.947) Lx- отжиг при температуре около 90°C в течение примерно 15 минут, закалка до комнатной
температуры для получения полуохлажденного жидкого раствора и затем термическая обработка в течение
нескольких часов при немного более низкой температуре, например, 3011-0 tOO ('.. для обеспечения
разделения, например, серебра в виде бесчисленных мелких частиц по всей массе сплава.
I)Датировано _ 3ii (июль 1931 г.).
C.PA.ELS & l. РАНСФОРД.
Агенты заявителей, 24i. Здание Саутгемптона, туалет № 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшенные магнитные сплавы.
Мы, В.ХиллоуГуДжи Старх и С. Ритхр из Бенчамса, Ньютон Попплфорд, Дероншир, Генри Джозеф Гарнрит из
Лснинне, Солефилдс. Севеноукс, Кент. XV LTsIER
Фредерис Рейдалл из Сент-Этт. "
Квинсмид-авеню, Ивелл-стрит, все британские подданные, TELEIGEAP1I C(NSTIl C TION AND MIAINTENANCE
COMINX LAIMITED, компания, организованная в соответствии с законодательством Великобритании, по
адресу: Олд Брод-стрит, 38, Лондон, Ивелл-стрит, и DEUTScH-ATlLAN'IISCHE TELE(URAPHENXtESELLSC
H-5FT, акционерное общество, организованное в соответствии с законодательством Германии, по адресу:
Виктория-Луиза Плац, 7, Берлин, Вест-30, Ивелл-стрит, Великобритания. Настоящим я заявляю о характере
данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и
установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям магнитных сплавов класса никель-железо, в которых
содержание никеля составляет более 40%, а начальная твердость по Бринеллю не менее примерно 400, и
является развитием изобретения, описанного в патенте № 337947, который касается включения компонента
(например, серебра, бериллия, сурьмы, магния, кальция, фосфора, серы, карбида, растворенного при
высокой температуре, хранящегося в пересыщенном растворе при быстром охлаждении и разделенного в
очень мелкодисперсном состоянии при длительном нагреве при сравнительно низкой температуре.
При этом увеличивается коэрцитивная сила никель-ирони-аллова, а кривая проницаемости в диапазоне
малых напряженностей поля выравнивается.
Для непрерывной нагрузки сигнальных проводников, особенно в подводных телефонных кабелях,
желательно, чтобы материал проводника не только обладал максимально возможной магнитной
проницаемостью в условиях, преобладающих в непосредственной близости от проводника, передающего
сигнал, а также низкими потерями на гистерезис, но и высоким удельным сопротивлением для уменьшения
потерь на вихревые токи, возникающих в магнитном материале во время передачи сигнала. Кроме того,
механические свойства металла должны быть таковы, что его можно будет прокатывать или тянуть в виде
тонкой ленты или тонкой проволоки.
Настоящее изобретение направлено на создание рабочих кабельных магнитных сплавов, обладающих не
только высокой степенью постоянства магнитной проницаемости в слабых магнитных полях, но и высоким
удельным сопротивлением.
Согласно данным, производятся ниакарионные сплавы никель-железа (содержание никеля более 40%),
которые не являются хрупкими и пригодны для использования в сигнальных проводниках, содержат в твердом
растворе один или несколько компонентов, повышающих сопротивление (например, хром, молибден,
вольфрам, марганец, медь, алюминий, кремний, ванадий, кобальт), благодаря чему сплав обладает малым
удельным сопротивлением, и содержат небольшой процент малорастворимого компонента (например,
серебро, железо, сурьма, ниацин, кальций, фосфор, сера, углерод) в мелкодисперсном состоянии, так что
сплав обладает низким коэффициентом вариации чувствительности.
Эти разрешения могут быть получены путем применения процедуры, в основном изложенной в пункте 2.5
386,(38 4) 386,682 3 пункт 1 основной спецификации №.
357,947 к сплавам, в которые, помимо никеля и железа, в твердом растворе были включены один или
несколько элементов, повышающих сопротивление.
Невозможно установить точные пределы для пропорций хрома и других элементов, которые следует
включать в состав, поскольку они будут варьироваться в зависимости от степени твердой растворимости в
конкретном используемом никель-железном комплексе. В качестве общего ориентира можно указать верхние
пределы содержания следующих элементов: хром (15%), молибден (12%), марганец (12%), вольфрам (10%),
медь (15%), алюминий (5%), кремний (5%), ванадий (5%) и кобальт (15%).
Следует также понимать, что природа и количество вышеупомянутых растворимых компонентов будут
определять оптимальное количество, а в некоторых случаях и выбор малорастворимого компонента, который
необходимо добавить для получения наилучших рабочих свойств.
В некоторых случаях целесообразно проводить отжиг при температуре выше 9000 °C, например, при 1000 °C
или немного выше, поскольку при этом можно повысить абсолютное значение магнитной проницаемости в
диапазоне ее существенной стабильности. Быстрое охлаждение может происходить непосредственно от
температуры отжига или от промежуточной температуры, например, 6500 C., при этом предыдущее
охлаждение до указанной температуры происходило с меньшей скоростью.
Следует понимать, что при определении количества добавляемого компонента (например, серы или
фосфора) необходимо учитывать, что он уже может присутствовать в виде случайных примесей. Для
достижения желаемого выравнивания кривой t/HI в диапазоне малых напряженностей поля 45 после
термообработки необходимого количества определенных элементов, в частности серы, фосфора и циркония,
в частности серы или фосфора, довольно мало; кроме того, избыток некоторых элементов, таких как сера или
фосфор, в определенной небольшой пропорции, зависящей от состава сплава, приводит к образованию
хрупких сплавов. В исключительных случаях может случиться так, что примеси желаемого вида присутствуют
в избытке по сравнению с требуемым количеством, или же примесь может оказывать вредное воздействие на
другие компоненты, которые необходимо добавить, и тогда может потребоваться очистка для достижения
необходимой корректировки (включая, возможно, удаление или уменьшение количества нежелательных
компонентов) перед проведением отжига, закалки и выдержки.
Изобретение иллюстрируется следующей таблицей примеров (строки 1(а), 65 2(а) и т. д. вставлены для
сравнения): Коэффициент проницаемости Удельная начальная проницаемость Сопротивление
проницаемости Изменение состава Теплота (микрон) Проницаемость (Таким образом, i (части по весу)
Обработка на см³) (Q) г _o Дж (1) (a) Никель 76,9 Отжиг (1 час) при 10000 Железо 17,77 °C. Медленное
охлаждение (4 часа) Марганец 0,73 до 6000 °C. Затем Молибден 3,0 Быстрое охлаждение 46,0 4660 0,0666
Серебро 1,52 (b) То же, что и (a), с последующей выдержкой в течение 36 часов при 3750 °C. 47,0 3160 0,0159
(2) (a) Никель 77,2 Отжиг (1 час) при 10000 Железо 17,77 °C. Медленное охлаждение (4 часа) Серебро 0,94 до
600 °C. Затем| Марганец 0,8, быстро охлажденный 49,3 7370 0,1600 Молибден 3,0 (b) То же, что и (a), с
последующей выдержкой в течение 36 часов при 3750 °C. 50,5 4280 0,0187 386,682 386,682 Состав (по весу)
(3) Никель Железо Молибден Марганец Кремний Бервий 78,5 18,0 3,0 1,0 1,2 Термическая обработка (a)
Отжиг (1 час) при 1000 °C, медленное охлаждение (4 часа) до 600 °C, а затем быстрое охлаждение. Удельное
сопротивление (низоцианаты на 1000 нм) Начальная проницаемость (100 нм) 932 Коэффициент изменения
проницаемости 0,10 Дж 0,0101 (b) То же, что и (a), с последующей бл).) часов замачивания при 375, (.
_ 51.0 880 0.0000 Нам известны некоторые предложения, выдвинутые в отношении производства ковких
сплавов, обладающих характеристиками быстрорежущей инструментальной стали, а также в отношении
производства сплавов с чрезвычайно малым коэффициентом теплового расширения, причем в обоих случаях
это предполагает широкий выбор состава, не исключающий использования компонентов, относящихся к двум
классам, которые используются в настоящем изобретении, а также термообработку, включающую закалку с
высокой температуры и выдержку при более низкой температуре. В обоих случаях не было дано никаких
указаний на то, что сплавы, произведенные в соответствии с предложенными мерами, обладают какими-либо
особыми магнитными свойствами. Однако мы можем заявить, что магнитные сплавы, полученные в
соответствии с настоящим изобретением, практически непригодны для использования в высокоскоростных
инструментах, а также обладают значительным коэффициентом теплового расширения.
Нам также известно о предложении по созданию улучшенных железо-железных сплавов, которые могут
содержать никель и небольшую долю хрома, вольфрама, молибдена и т. д.
путем быстрого охлаждения при высокой температуре с последующей выдержкой при более низкой
температуре.
Таким образом, как было заявлено, были улучшены физические свойства, а также продемонстрированы
магнитные свойства, ценные для постоянных магнитов, причем один конкретный сплав приобрел магнетизм,
приблизительно равный магнетизму вольфрамовых сталей.
Такие магнитные свойства, безусловно, существенно отличаются от магнитных свойств сплавов согласно
настоящему изобретению, и сплав, предложенный ранее, не был бы пригоден для нагружения электрических
проводников.
Наконец, нам известно о предложении придать хрупкость магнитным сплавам никеля и железа путем
добавления одного или нескольких металлов или металлоидов, которые вместе с железом или с сплавом в
жидком состоянии образуют зазор для смешивания. В качестве примеров были упомянуты свинец, таллий,
висмут и серебро. Для повышения удельного сопротивления также могут быть добавлены кобальт, кремний
или алюминий. В связи с этим, следует отметить, что компоненты, используемые в настоящем изобретении,
по существу не являются хрупкими и не предназначены для использования в качестве спрессованных
порошковых сердечников.
Описав и определив природу нашего изобретения и то, каким образом оно должно быть создано, мы
заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты