Слиток из магнитно-мягких сплавов 49К2ФА в Минске

Слиток из магнитно-мягкого сплава 49К2ФА: состав, свойства и применение

Слиток из магнитно-мягкого сплава 49К2ФА — полуфабрикат металлургического передела, получаемый вакуумно-индукционной или вакуумно-дуговой плавкой и предназначенный для последующей горячей деформации (ковки, прокатки) в прутки, полосы и ленты. Сплав 49К2ФА относится к классу железоникелевых пермаллоев с высокой магнитной проницаемостью и нормированной коэрцитивной силой. Наличие ванадия (0,5–1,0 %) и кремния обеспечивает повышенное удельное электросопротивление, что снижает динамические потери на вихревые токи при работе в переменных магнитных полях.

Химический состав и структура

Массовые доли основных элементов в сплаве 49К2ФА регламентируются техническими условиями на прецизионные магнитно-мягкие сплавы:

• никель (Ni) — 48,0–50,0 %;
• ванадий (V) — 0,5–1,0 %;
• кремний (Si) — 0,5–1,0 %;
• углерод (C) — не более 0,03 %;
• марганец (Mn) — не более 0,5 %;
• железо (Fe) — основа.

Слиток кристаллизуется в столбчато-дендритной структуре; для устранения ликвационной неоднородности и получения однородного твёрдого раствора применяют гомогенизирующий отжиг при 1100–1150 C с последующим медленным охлаждением. Термомагнитная обработка (ТМО) в интервале 600–650 C в присутствии магнитного поля формирует магнитную текстуру, обеспечивающую максимальную проницаемость вдоль направления поля.

Магнитные и физико-механические характеристики

Свойства сплава 49К2ФА в готовом изделии после ТМО:

Предел прочности слитка в литом состоянии — 350–450 МПа, относительное удлинение — 5–12 %. После горячей деформации и рекристаллизационного отжига пластичность возрастает, что позволяет вести холодную прокатку ленты толщиной от 0,02 мм.

Технология передела слитка

Слиток 49К2ФА служит шихтовой заготовкой для получения сортового проката и тонкой ленты. Типовой маршрут включает:

• обдирку поверхности для удаления литейной корки и дефектов;
• нагрев под ковку до 1150–1180 C;
• горячую ковку или прокатку с суммарной степенью деформации не менее 60 %;
• закалку от 900–950 C в воду или масло;
• холодную прокатку с промежуточными отжигами в водороде;
• финишную термомагнитную обработку в защитной атмосфере.

Вакуумная плавка и последующая обработка в среде водорода минимизируют содержание кислорода и азота, которые резко снижают магнитную проницаемость пермаллоя.

Области применения

Магнитно-мягкий сплав 49К2ФА применяется в изделиях, где требуется высокая проницаемость при малых напряжённостях поля и низкие потери:

• магнитопроводы измерительных трансформаторов тока и напряжения;
• сердечники реле, контакторов и магнитных усилителей;
• экраны магнитного поля в электронно-лучевых и криогенных установках;
• чувствительные элементы магнитометров и датчиков Холла;
• дроссели и фильтры в слаботочной радиоэлектронной аппаратуре;
• магнитные системы ускорителей и физических приборов.

В авиационном приборостроении и системах навигации сплав используют для изготовления экранов гироскопов и магнитных датчиков курса, где стабильность проницаемости при климатических воздействиях от –60 до +120 C критична.

Вопросы и ответы