Железоникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью
Если к железу добавить никель, то полученные материалы будут обладать повышенной магнитной проницаемостью (до 100000 у 79НМ, 79% никеля и небольшое количество марганца). Такие сплавы называются пермаллои, они используются для изготовления сердечников малогабаритных силовых и импульсных трансформаторов. Практически такие же результаты по магнитной проницаемости можно получить, добавляя к железу кремний (9.5%) и алюминий(5.6%). Такие сплавы называются альсиферами.
Сплавы железа с никелем, называемые пермаллоями, обладают при определенном соотношении компонентов высокими магнитными свойствами. Для сплавов этого состава характерны наивысшие значения магнитной проницаемости, минимальные значения коэрцитивной силы. Наибольшими значениями начальной и максимальной магнитных проницаемостей обладают сплавы, содержащие 70-80% Ni (высоконикелевые сплавы), второй, меньший, максимум наблюдается, если сплав содержит 40-50% Ni (низконикелевые сплавы). По сравнению с электротехническими сталями магнитная проницаемость железоникелевых сплавов в несколько сотен раз выше как в постоянных, так и в переменных магнитных полях. Индукция насыщения высоконикелевых сплавов примерно в 2 раза ниже, чем у электротехнической стали, и в 1,5 раза ниже, чем у низконикелевых сплавов. Отсюда следует, что для магнитопроводов мощных силовых трансформаторов и мощных магнитопроводов других назначений не следует использовать высоконикелевые сплавы.
Удельное электрическое сопротивление низконикелевых сплавов примерно в 2 раза выше, чем у высоконикелевых. Это позволяет использовать низконикелевые сплавы на более высоких частотах.
Большим недостатком всех железоникелевых сплавов является их высокая чувствительность к механическим воздействиям.
Промышленность выпускает свыше 30 марок этих сплавов.
Все марки железоникелевых сплавов разделены на 4 группы:
Нелегированные низконикелевые сплавы 45Н и 50Н с содержанием 45 и 50% никеля (Н) соответственно.
Низконикелевый сплав 50НХС, легированный хромом (Х) и кремнием (С).
Сплавы, обладающие магнитной текстурой и прямоугольной петлей гистерезиса, 50НП, 65НП, 34НКМП с содержанием никеля 50, 65 и 34% соответственно, но сплав 34НКМП легирован кобальтом (К) и молибденом (М). Буква П означает, что в результате особой технологии изготовления и термической обработки сплав может обладать прямоугольной петлей гистерезиса.
Высоконикелевые сплавы 79НМ, 80НХС, 76НХД, легированные соответственно молибденом, хромом и кремнием, хромом и медью (Д).
Введение легирующих добавок повышает проницаемость сплавов до значений μн = 100 000, μmax = 600 000 – 1500 000, снижает Нс до 0,2-0,3 А/м.
Славы поставляют в виде горячекатаных листов, прутков и холоднокатаных лент толщиной от 2,5 мм до нескольких мкм. Сплавы поставляют в неотожженном виде. Режимы термообработки сплавов при температуре 1000-1200оС.
Области применения основных марок сплавов в приборостроении:
сплав 50Н для изготовления ленточных, витых и штампованных магнитопроводов малогабаритных силовых трансформаторов и трансформаторов звуковых частот, дросселей, реле и деталей магнитных цепей, работающих в широком диапазоне частот при повышенных магнитных индукциях без подмагничивания;
сплав 50НХС для изготовления магнитопроводов аппаратуры связи звуковых и высоких частот, работающих без подмагничивания и импульсных трансформаторов;
сплавы 79НМ, 80НХС, 76НХД для магнитопроводов малогабаритных трансформаторов, дросселей, реле магнитных экранов, магнитных усилителей, бесконтактных реле и т.п.
Добавки к железу и никелю молибдена, хрома, меди приводит к еще большему росту начальной магнитной проницаемости, более 100 тысяч. Такие материалы используются в миниатюрных магнитных устройствах.