Магнитно-твердый лист 52К13Ф: характеристики, термообработка и применение
Магнитно-твердый лист 52К13Ф — это холоднокатаный прокат из сплава системы Fe–Co–V, легированного кобальтом (12–13 %) и ванадием (1,5–2,0 %). Сплав относится к классу магнитно-твердых материалов с высокой остаточной индукцией и повышенной коэрцитивной силой, что позволяет использовать его в магнитных системах, работающих в замкнутом и разомкнутом контуре. Лист поставляется в термообработанном или нетермообработанном состоянии, толщиной 0,5–3,0 мм, с нормируемыми магнитными свойствами после окончательной термообработки у потребителя.
Химический состав и структурное состояние
Сплав 52К13Ф содержит 51–53 % кобальта, 12–13 % ванадия, остальное — железо. Ванадий выполняет роль стабилизатора -фазы и обеспечивает дисперсионное твердение при отпуске. Структура после закалки — пересыщенный -твердый раствор; после отпуска при 580–620 C выделяются мелкодисперсные частицы когерентной фазы, формирующие высокую коэрцитивную силу. Лист проходит вакуумную индукционную плавку и горячую прокатку с последующей холодной деформацией до заданной толщины.
Магнитные и механические параметры
| Параметр | Значение | Условие измерения | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Коэрцитивная сила Hc | 32–40 | после отпуска 600 C | кА/м | ГОСТ 8.377 |
| Остаточная индукция Br | 1,25–1,40 | замкнутый контур | Тл | ГОСТ 8.377 |
| Максимальная энергия BHmax | 24–32 | вторая четверть петли | кДж/м | — |
| Предел прочности в | 700–900 | растяжение, 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Твердость HRC | 50–58 | после закалки | — | ГОСТ 9013 |
| Температура Кюри | 860–900 | — | C | — |
Термообработка листа 52К13Ф
Конечные магнитные свойства формируются только после полного цикла термической обработки: закалка от 1000–1050 C в воду или масло, затем отпуск при 580–620 C в течение 2–4 часов с охлаждением на воздухе. Нагрев ведут в вакууме или защитной атмосфере (аргон, водород) для исключения окисления кобальтовой составляющей. Скорость охлаждения при закалке критична: замедленное охлаждение снижает Br и Hc. Для листов толщиной менее 1,0 мм применяют ступенчатую закалку с изотермической выдержкой.
Области применения
- Магнитные системы гистерезисных двигателей и электромагнитных муфт.
- Полюсные наконечники и магнитопроводы в ускорителях и масс-спектрометрах.
- Магнитофоны и датчики Холла в приборостроении.
- Электромагнитные реле и контакторы с высоким усилием удержания.
- Магнитные системы гироскопов и навигационных приборов.
- Фокусирующие линзы в электронно-лучевом оборудовании.
Технологические особенности обработки
Лист 52К13Ф обладает высокой твердостью после закалки, что затрудняет механическую обработку. Резку и штамповку выполняют до термообработки, припуск на финишную шлифовку оставляют не менее 0,1 мм на сторону. Шлифовка проводится алмазным инструментом с обильным охлаждением. Сварка сплава не рекомендуется из-за образования хрупких фаз и снижения магнитных характеристик в зоне термического влияния. Крепление элементов магнитопровода осуществляют механическим способом или склеиванием.
Вопросы и ответы
Какая термообработка обеспечивает максимальную коэрцитивную силу листа 52К13Ф?
Закалка от 1000–1050 C с последующим отпуском при 600–620 C в течение 3 часов. Отклонение температуры отпуска более чем на 20 C снижает Hc на 10–15 %.
Можно ли использовать лист 52К13Ф без термообработки?
Нет. В состоянии поставки магнитные свойства не нормируются. Требуемые значения Br и Hc достигаются только после полного цикла закалки и отпуска.
Какой толщины лист 52К13Ф выпускается?
Стандартный сортамент — от 0,5 до 3,0 мм. Для толщин менее 1,0 мм применяется ступенчатая закалка для предотвращения коробления.
Допускается ли сварка листа 52К13Ф?
Сварка не рекомендуется: в зоне термического влияния образуются хрупкие фазы, а магнитные свойства снижаются на 30–50 %. Соединение выполняют механическим крепежом или склеиванием.
