Слиток из магнитно-мягкого сплава 80Н2М: пермаллой для прецизионных магнитопроводов
Слиток из магнитно-мягкого сплава 80Н2М — это литая заготовка на основе железоникелевого пермаллоя, легированного молибденом. Сплав 80Н2М относится к группе высоконикелевых пермаллоев с содержанием никеля около 80 % и молибдена порядка 2 %. Такое сочетание обеспечивает начальную магнитную проницаемость до 60 000–100 000 и коэрцитивную силу не выше 1,6 А/м после термомагнитной обработки. Слиток служит исходной шихтовой заготовкой для последующего горячего и холодного передела: ковки, прокатки, волочения в ленту и пруток.
Химический состав и структура слитка
Матрица сплава — твёрдый раствор никеля в -железе с гранецентрированной кубической решёткой. Молибден подавляет рост зерна при высокотемпературном отжиге и повышает удельное электросопротивление, что снижает динамические потери на вихревые токи. Слиток получают вакуумно-индукционной плавкой с разливкой в изложницы или методом непрерывного литья. Масса слитка обычно составляет 50–500 кг, диаметр — 100–400 мм.
- Никель (Ni) — 79,0–81,0 %
- Молибден (Mo) — 1,8–2,2 %
- Марганец (Mn) — 0,3–0,6 %
- Кремний (Si) — не более 0,15 %
- Углерод (C) — не более 0,03 %
- Железо (Fe) — остальное
Технические параметры слитка 80Н2М
| Параметр | Значение | Условие измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Начальная магнитная проницаемость н | 60 000–100 000 | после отжига в водороде | — | ГОСТ 8.377 |
| Коэрцитивная сила Hc | не более 1,6 | H = 800 А/м | А/м | баллистический |
| Индукция насыщения Bs | 0,75–0,80 | H = 800 А/м | Тл | ГОСТ 8.377 |
| Удельное электросопротивление | 0,55–0,62 | 20 C | мкОмм | четырёхзондовый |
| Температура Кюри | 400–420 | — | C | термомагнитный |
| Твёрдость литой заготовки | 130–170 | без отжига | HB | ГОСТ 9012 |
Технология передела слитка
Литая структура слитка 80Н2М характеризуется дендритной ликвацией, поэтому перед деформацией применяют гомогенизирующий отжиг при 1100–1150 C в течение 6–12 ч. Горячую ковку ведут при 1050–900 C с промежуточными подогревами. Холодная прокатка ленты до толщины 0,02–0,1 мм требует промежуточных рекристаллизационных отжигов при 850–950 C. Финальная термомагнитная обработка выполняется в атмосфере сухого водорода при 1050–1150 C с регламентированным охлаждением со скоростью 100–200 C/ч для формирования кристаллографической текстуры {100}<001>.
Области применения
- Магнитопроводы трансформаторов тока и напряжения в релейной защите энергосистем
- Экраны и сердечники датчиков магнитного поля в геофизической аппаратуре
- Магнитные усилители и дроссели в прецизионных источниках питания
- Головки магнитной записи и элементы криогенной техники
- Сердечники трансформаторов в измерительных каналах АСУ ТП
- Магнитометрические зонды в системах неразрушающего контроля
Вопросы и ответы
Чем сплав 80Н2М отличается от 79НМ?
Сплав 80Н2М содержит около 80 % никеля против 79 % у 79НМ и имеет более высокую начальную проницаемость после термомагнитной обработки. Молибден в обоих сплавах выполняет схожую функцию, но соотношение Ni:Mo в 80Н2М оптимизировано под максимальную н в слабых полях.
Какой отжиг требуется для достижения максимальной проницаемости?
Применяется высокотемпературный отжиг в сухом водороде при 1050–1150 C с медленным охлаждением. Критичны чистота атмосферы и скорость охлаждения: ускоренное охлаждение снижает н и повышает Hc.
Допускается ли сварка слитка 80Н2М?
Сварка литой заготовки не рекомендуется из-за склонности к горячим трещинам и охрупчиванию шва. Соединение деталей из 80Н2М выполняют пайкой или механическим креплением.
Какие примеси наиболее критичны для магнитных свойств?
Углерод, сера и кислород. Углерод свыше 0,03 % вызывает выделение карбидов и рост Hc. Сера образует сульфидные включения, нарушающие однородность доменной структуры.
