Материаловедение и материалы электронных средств
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?твенным отпариванием, которое заключается в выдерживании материала при 100 С в течение 100-150 ч.
Механические напряжения, возникающие при штамповке резке и других видах обработки, а также при растяжении, сжатии или скручивании железа, могут вызвать значительное ухудшение магнитных свойств. Деформация на 0,5-1% вызывает снижение Umax на 25-30% и возрастание Нс на 15-20%.
Внутренние напряжения снимаются отжигом после обработка деталей. Необходимо также иметь в виду, что магнитные свойства тонких листов железа (меньше 0,5-1 мм) обычно хуже, чем толстых листов.
Все это относится к магнитным свойствам железа в слабых и в средних полях. Проницаемость в сильных полях и индукция насыщения от указанных выше причин зависят мало.
В настоящее время наибольшее применение имеют низкоуглеродистая электротехническая тонколистовая и сортовая сталь, армко-железо, электролитическое и карбонильное железо.
Низкоуглеродистая электротехническая сталь и армко-железо по существу не имеют между собой различия. Формальная разница между ними заключается в том, что первая изготовляется как тонколистовая (ГОСТ 3836-47) и как сортовая (ЧМТУ 2900-56), а армко-железо используют обычно в виде поковок, полос, прутков и т.п., нормированных по размерам только местными условиями.
Иногда разделение этих сплавов на сталь и железо производят на основе технологических особенностей их изготовления. Однако такое разделение является условным.
В соответствии с ГОСТ 3836-47 сталь низкоуглеродистая электротехническая тонколистовая содержит не свыше 0,04% углерода и не свыше 0,6% других примесей.
Сталь выпускается трех марок (сортов по магнитным свойствам): Э (низший сорт), ЭА (средний сорт), ЭАА (высший сорт), в виде листов тонкого проката, имеющих толщину d = 0,2 - 4,0 мм. Листы поставляются потребителю в отожженном состоянии.
Магнитные свойства материала приведены в табл.2, а типичная кривая намагничивания - на рис.1.
Сортовая сталь выпускается согласно ЧМТУ 2900-56 марки Э в виде прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения, а также полос. Из магнитных свойств нормируется только коэрцитивная сила (Нс ? 1,25 э).
Таблица 2
Рисунок 1
После изготовления изделий из железа для получения высоких магнитных свойств необходимо провести окончательный (повторный) отжиг. Его можно исключить лишь в том случае, если для работы устройства существенными являются свойства в сильных полях, а значения коэрцитивной силы и проницаемостей в слабых и средних полях не играют роли. ГОСТ 3836-47 рекомендует отжиг при температуре 900 С в течение 2 ч без доступа воздуха с медленным охлаждением до 600 С.
Применяя вместо отжига такого рода более сложные виды термической обработки, например повторные отжиги или рафинирующие отжиги в водороде, можно существенно улучшить магнитные свойства железа. Электролитическое железо изготовляется путем электролиза. Осажденное железо после тщательной промывки измельчается в порошок в шаровых мельницах. Ввиду большого насыщения водородом магнитные свойства такого железа являются весьма низкими (Нс = 2-8 э). Однако в результате переплавки в вакууме и многократных отжигов его свойства можно существенно улучшить. Обработанное таким образом электролитическое железо характеризуется следующими средними магнитными свойствами: a= 500; max= 15000; Нс = 0,36 э, что в несколько раз лучше, чем у армко-железа.
Ввиду высокой стоимости электролитическое железо применяется мало.
Карбонильное железо получается посредством термического разложения пентакарбонила железа Fe (CO) 5. При этом в зависимости от условий разложения можно получить железо различного вида: порошкообразное, губчатое и т.п. Для получения высоких магнитных свойств карбонильное железо должно быть подвергнуто термической обработке в водороде, после чего его можно охарактеризовать следующими свойствами: a = 2000 - 3000; max = 20 000-21500; Нс = 0,08 э, что намного выше свойств армко-железа.
Карбонильное железо находит широкое применение в качестве ферромагнитной фазы магнитодиэлектриков. Оно изготовляется также в виде листов различной толщины.
В некоторых случаях вместо технически чистого железа в электропромышленности применяются углеродистые и легированные стали с содержанием 0,1-0,4% углерода. Магнитные свойства таких сталей ниже, чем у железа. Эти свойства можно улучшить отжигом деталей после их изготовления.
2. Электротехнические стали
Электротехнические стали представляют собой сплав железа с 0,5-5,0% кремния. Они известны уже более 60 лет и занимают по объему производства и разнообразию применения первое место среди магнитных материалов. Это объясняется их высокими электромагнитными свойствами, удовлетворительными и хорошими механическими качествами, а также отсутствием дефицитных компонент и малой стоимостью.
Среди работ, посвященных физическим процессам в кремнистых сталях, разработке технологии их производства н применения, большое значение имеют труды советских ученых.
Рассмотрим влияние кремния на свойства железа.
Кремний, образуя с железом твердый раствор, приводит к увеличению удельного сопротивления. Зависимость удельного сопротивления от процентного содержания кремния можно представить следующим эмпирическим уравнением:
Из формулы следует, что, например, при содержании 4,8%Si удельное сопротивление ста?/p>