Слиток из магнитно-мягких сплавов 40НКМ в Минске

Слиток из магнитно-мягкого сплава 40НКМ: состав, свойства и применение

Слиток из магнитно-мягкого сплава 40НКМ — полуфабрикат металлургического передела, получаемый вакуумно-индукционной или открытой индукционной выплавкой и предназначенный для последующей горячей деформации (ковки, прокатки, прессования) в сортовой прокат, ленту или штампованные заготовки. Сплав 40НКМ относится к группе железоникелькобальтовых магнитно-мягких материалов с высокой индукцией насыщения и повышенной температурой Кюри, что определяет его применение в магнитопроводах, работающих при значительных магнитных потоках и в условиях нагрева.

Химический состав и структура

Основа сплава — железо; никель в пределах 39–41 % обеспечивает формирование гранецентрированной кубической решётки с низкой магнитокристаллической анизотропией. Кобальт вводится в количестве 22–25 % и повышает индукцию насыщения до 2,0–2,1 Тл. Молибден (2,8–3,5 %) снижает потери на вихревые токи за счёт роста удельного электросопротивления до 0,45–0,55 мкОмм. Суммарное содержание углерода, серы и фосфора ограничено на уровне 0,02–0,03 % каждого элемента, поскольку неметаллические включения и карбиды тормозят смещение доменных границ.

Слиток имеет дендритную ликвационную неоднородность, поэтому перед деформацией обязателен гомогенизирующий отжиг при 1150–1200 C в течение 8–12 ч. После горячей деформации и заключительной термообработки в сухом водороде при 1100–1150 C формируется крупнозернистая структура с размером зерна 100–200 мкм, обеспечивающая коэрцитивную силу не выше 8–16 А/м.

Технические характеристики слитка

Области применения

• Магнитопроводы электродвигателей и генераторов авиационного и наземного исполнения, работающих при индукции свыше 1,8 Тл.
• Полюсные наконечники и сердечники электромагнитов ускорителей, масс-спектрометров и магнитных сепараторов.
• Экраны и концентраторы магнитного поля в датчиках Холла, трансформаторах тока и измерительных катушках.
• Магнитные системы реле, контакторов и электромагнитных клапанов с повышенным тяговым усилием.
• Заготовки для лент и штамповки роторов гистерезисных двигателей и магнитных муфт.

Технологические особенности передела

Слиток 40НКМ склонен к образованию горячих трещин при деформации в интервале 900–1050 C, поэтому нагрев под ковку ведут ступенчато с выдержкой при 700 C и 1000 C. Ковка выполняется с относительным обжатием не более 15 % за проход при температуре не ниже 950 C. Окалина удаляется гидроабразивной очисткой; механическая зачистка абразивным инструментом не рекомендуется из-за риска науглероживания поверхности.

Для снятия внутренних напряжений после деформации применяют отжиг при 800–850 C в вакууме или защитной атмосфере аргона. Окончательная магнитная обработка — высокотемпературный отжиг в водороде с точкой росы не выше –40 C, обеспечивающий удаление углерода и азота из поверхностного слоя.

Вопросы и ответы