Магнитно-мягкий лист 30НГ: характеристики, сортамент и применение
Магнитно-мягкий лист 30НГ — холоднокатаная электротехническая сталь с содержанием никеля около 30 % и легированием германием, обеспечивающим повышенное удельное электрическое сопротивление и снижение динамических потерь на перемагничивание. Сплав относится к группе прецизионных магнитно-мягких материалов с высокой начальной магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой. Лист 30НГ поставляется в термообработанном состоянии с нормированными магнитными и механическими параметрами.
Химический состав и структурные особенности
Основу сплава 30НГ составляет никель — 29,0–31,0 %, германий вводится в пределах 0,5–1,2 % для увеличения электросопротивления и подавления вихревых токов. Содержание углерода ограничено 0,03 %, кремния — до 0,3 %, марганца — до 0,4 %. Германий, растворяясь в ГЦК-решётке никель-железного твёрдого раствора, повышает удельное электрическое сопротивление до 0,55–0,65 мкОмм, что снижает потери на вихревые токи в переменных полях. Структура после рекристаллизационного отжига — однородное зерно размером 20–60 мкм с выраженной текстурой, обеспечивающей высокую проницаемость вдоль направления прокатки.
Магнитные и физико-механические параметры
Ключевое преимущество листа 30НГ — сочетание высокой магнитной проницаемости в слабых полях и низких потерь при частотах до 400 Гц. Коэрцитивная сила не превышает 16 А/м, начальная магнитная проницаемость достигает 30 000–45 000, максимальная — 100 000–160 000. Индукция насыщения составляет 1,45–1,55 Тл. Плотность материала — 8,15–8,25 г/см, температура Кюри — около 480 C. Пластичность в отожжённом состоянии позволяет выполнять штамповку, гибку и вырубку без трещинообразования.
| Параметр | Значение | Единица | Условия измерения | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Толщина листа | 0,10–2,00 | мм | поставка | ТУ 14-1-XXXX |
| Коэрцитивная сила | 16 | А/м | Hc, после отжига | ГОСТ 8.377 |
| Начальная проницаемость | 30 000–45 000 | — | н, 50 Гц | ГОСТ 8.377 |
| Максимальная проницаемость | 100 000–160 000 | — | max | ГОСТ 8.377 |
| Индукция насыщения | 1,45–1,55 | Тл | Bs | — |
| Удельное сопротивление | 0,55–0,65 | мкОмм | 20 C | — |
| Плотность | 8,15–8,25 | г/см | 20 C | — |
Сортамент и формы поставки
- Холоднокатаный лист толщиной 0,10–2,00 мм, шириной до 600 мм.
- Рулонная лента с продольной резкой на карточки заданной ширины.
- Шлифованный лист с допуском по толщине 0,01 мм для прецизионных магнитопроводов.
- Лист в термообработанном (отожжённом) состоянии с нормированными магнитными свойствами.
- Заготовки под штамповку и лазерную резку по чертежам заказчика.
Технология обработки и термообработки
Лист 30НГ подвергают окончательному высокотемпературному отжигу в вакууме или водороде при 1050–1150 C с выдержкой 2–4 ч и последующим медленным охлаждением со скоростью не более 100 C/ч в диапазоне 600–300 C. Такая обработка снимает наклеп после штамповки, формирует рекристаллизованную структуру и восстанавливает магнитную проницаемость. При изготовлении магнитопроводов применяют виброабразивную обработку кромок для удаления заусенцев, снижающих магнитные характеристики. Для работы в слабых полях детали экранируют от механических напряжений, поскольку даже незначительная деформация снижает н на 20–40 %.
Области применения
- Магнитопроводы измерительных трансформаторов тока и напряжения классов точности 0,2S–0,5S.
- Экраны и сердечники магнитометров, феррозондовых датчиков, аппаратуры геофизической разведки.
- Магнитные системы реле, контакторов и слаботочных электромагнитных устройств.
- Дроссели и трансформаторы малой мощности в радиоэлектронной аппаратуре.
- Экранирующие корпуса электронно-лучевых и измерительных приборов.
- Чувствительные элементы датчиков Холла и магнитных усилителей.
Вопросы и ответы
Чем лист 30НГ отличается от пермаллоя 79НМ?
Сплав 30НГ содержит около 30 % никеля и легирован германием, тогда как 79НМ — 79 % никеля и молибден. Лист 30НГ имеет более высокую индукцию насыщения (1,45–1,55 Тл против 0,75–0,85 Тл) и меньшую стоимость, но уступает 79НМ по максимальной проницаемости в слабых полях.
При какой температуре выполняется окончательный отжиг листа 30НГ?
Рекристаллизационный отжиг проводят в вакууме или водороде при 1050–1150 C с выдержкой 2–4 ч. Охлаждение в интервале 600–300 C ведут со скоростью не более 100 C/ч для предотвращения образования напряжений и деградации магнитных свойств.
Влияет ли штамповка на магнитные характеристики листа 30НГ?
Да. Механическая деформация при вырубке создаёт наклёп в кромках, снижающий начальную проницаемость на 20–40 %. Для восстановления свойств детали после штамповки подвергают отжигу, а кромки обрабатывают виброабразивно.
Какие потери на перемагничивание у листа 30НГ?
Удельные потери зависят от толщины и частоты. При толщине 0,35 мм и частоте 50 Гц потери составляют 0,8–1,2 Вт/кг при индукции 1,0 Тл. Легирование германием повышает электросопротивление и снижает динамические потери по сравнению с никель-железными сплавами без германия.
