Слиток из магнитно-мягкого сплава 50ХНС: прецизионные характеристики для магнитопроводов
Слиток из магнитно-мягкого сплава 50ХНС — полуфабрикат, получаемый вакуумно-индукционной или открытой индукционной выплавкой, предназначенный для последующей горячей и холодной прокатки в тонколистовой прокат толщиной 0,05–2,0 мм. Сплав системы железо–никель–кремний с массовой долей никеля 49–51 % и кремния 1,5–2,5 % обеспечивает сочетание высокой магнитной проницаемости и низкой коэрцитивной силы. Слиток является исходной заготовкой для производства магнитопроводов, экранов и сердечников, работающих в слабых и средних магнитных полях.
Химический состав и структура слитка
Слиток 50ХНС выплавляется с регламентированным содержанием примесей: углерод — не более 0,03 %, сера — не более 0,015 %, фосфор — не более 0,020 %, марганец — не более 0,40 %. Ограничение углерода и серы критично для снижения магнитных потерь и предотвращения образования карбидных и сульфидных включений, искажающих доменную структуру. После разливки слиток подвергается гомогенизирующему отжигу при 1150–1200 C для устранения дендритной ликвации, затем — горячей деформации.
- Массовая доля никеля — 49,0–51,0 %
- Массовая доля кремния — 1,5–2,5 %
- Углерод — не более 0,03 %
- Сера — не более 0,015 %
- Фосфор — не более 0,020 %
- Марганец — не более 0,40 %
Магнитные и физические параметры
После термической обработки в водороде при 1100–1150 C сплав 50ХНС демонстрирует начальную магнитную проницаемость 30–50 и максимальную проницаемость 8000–15000. Коэрцитивная сила не превышает 8–16 А/м. Удельное электрическое сопротивление — 0,45–0,55 мкОмм, что снижает вихревые токи в переменных полях. Температура Кюри — около 500 C. Плотность — 8,2–8,3 г/см.
| Параметр | Значение | Условие измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Начальная проницаемость | 30–50 | H = 0,08 А/м | — | ГОСТ 8.377 |
| Максимальная проницаемость | 8000–15000 | H = 8–80 А/м | — | ГОСТ 8.377 |
| Коэрцитивная сила | 16 | Hc | А/м | ГОСТ 8.377 |
| Удельное сопротивление | 0,45–0,55 | 20 C | мкОмм | ГОСТ 7229 |
| Температура Кюри | 500 | — | C | термомагнитный |
Технология переработки слитка
Слиток 50ХНС проходит горячую прокатку при 1050–1150 C до промежуточной толщины, затем — холодную прокатку с промежуточными отжигами в защитной атмосфере. Финальный отжиг в сухом водороде при 1100–1150 C с последующим медленным охлаждением формирует требуемую кристаллографическую текстуру. Для получения ленты толщиной менее 0,1 мм применяется многопроходная прокатка с промежуточными рекристаллизационными отжигами.
Области применения
- Магнитопроводы трансформаторов и дросселей в радиоэлектронной аппаратуре
- Экраны магнитного поля в измерительных приборах и датчиках
- Сердечники реле, контакторов и электромагнитных клапанов
- Магнитные системы электронных микроскопов и ускорителей
- Элементы магнитных головок в записывающей технике
- Компоненты авиационных и космических электромеханических систем
Вопросы и ответы
Какая термообработка обеспечивает максимальную магнитную проницаемость слитка 50ХНС?
Отжиг в сухом водороде при 1100–1150 C с выдержкой 2–4 ч и медленным охлаждением со скоростью не более 100 C/ч. Такая обработка снимает внутренние напряжения и формирует оптимальную доменную структуру.
Чем ограничивается содержание углерода в сплаве 50ХНС?
Углерод образует карбиды, которые закрепляют доменные границы и повышают коэрцитивную силу. Предел 0,03 % обеспечивает минимальные магнитные потери и стабильность проницаемости в слабых полях.
Применим ли слиток 50ХНС для работы в переменных магнитных полях?
Да, при частотах до 10–20 кГц. Удельное сопротивление 0,45–0,55 мкОмм ограничивает вихревые токи, однако для высокочастотных применений предпочтительны сплавы с повышенным содержанием кремния или ферриты.
Какой размер слитка 50ХНС поставляется для прокатки?
Типовые слитки массой 50–500 кг с поперечным сечением 100 100 до 300 300 мм. Конкретные размеры согласовываются исходя из сортамента прокатного стана и требуемой толщины конечной ленты.
