Сплавы с высокой магнитной проницаемостью
Железоникелевые сплавы (пермаллои) — в определенных, узких пределах содержания никеля (около 78,5 %, рис. 21.2) имеют начальную магнитную проницаемость приблизительно в десять раз превышающую у обычного технического железа, что очень важно для приборов, работающих в слабых полях (радио, телефон, телеграф).
Рис. 21.2. Начальная магнитная проницаемость сплавов Fe — Ni
Свойства пермаллоя классического состава (78,5 % Ni) существенно зависят от термической обработки. Наиболее высокую начальную магнитную проницаемость сплав получает при высокотемпературном нагреве в атмосфере водорода (для укрупнения зерна, удаления примеси углерода и устранения остаточных напряжений). Охлаждение в магнитном поле повышает магнитные характеристики.
Иногда Fe — Ni сплавы дополнительно легируют Мо и Cr, улучшающими способность сплавов к пластической деформации и их магнитную проницаемость. Для работы в слабых полях (радио, телефон) разработан заменитель дорогих пермаллоев — сплав альсифер, содержащий 5,4 % Al, 9,6 % Si, остальное железо. Из-за хрупкости альсифера изделия из него изготавливают в виде тонкостенных отливок или методом порошковой металлургии.
Для высокочастотной техники необходимы материалы с чрезвычайно высоким электросопротивлением, сохраняющие высокую магнитную проницаемость в широком частотном диапазоне. Этим требованиям отвечают ферриты (не путать с ферритом в сплавах железа!), представляющие собой магнитную керамику, полученную спеканием и состоящую из Fe203 и оксидов таких металлов, как MnO, MgO, ZnO, Li20. Фактически ферриты являются полупроводниками, их электросопротивление на 6 — 12 порядков превышает электросопротивление железа. Благодаря этому даже при самых высоких частотах они имеют незначительные потери от вихревых токов.
В ряде случаев для электромашиностроения необходимы немагнитные материалы. В качестве заменителей бронзы, латуни и других сплавов цветных металлов применяют немагнитные стали и чугуны, имеющие аустенитную структуру. Такая структура обеспечивается высоким содержанием марганца и никеля, расширяющих γ-область структурной диаграммы. Парамагнитными свойствами обладают стали марок 12Х18Н10Т, 10Х14Г14Н4Т, 40Г14Н9Ф2, 40Х14Н9ХЗЮФ2 и др.