Химический состав и свойства судостроительной стали

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Содержание

Как проверить нержавейку | Строительный блог

Сегодня легкая, но полезная статья, продолжение статьи о выборе полотенцесушителя. Как мне задали вопрос в этой статье, в комментарии – а можно ли как то проверить нержавейку прямо в магазине? Ведь на взгляд очень сложно определить нержавейку и обычную сталь? Сегодня легкий но действенный метод …

Нержавейка (или нержавеющая стать) – вид стали, которая в своем составе имеет около 20 % хрома. Хром как металл соединяясь с молекулами стали, образует защитную пленку при помощи которой молекулы стали защищены от коррозии. Такой состав нержавеющей стали не магнитный, то есть магниты к такой стали не прилипают.

Немагнитная нержавеющая сталь применяется именно в сантехнической сфере или там где нужно по максимуму защититься от коррозии металла. Так нержавейка применяется во многих сантехнических приспособлениях – это смесители, трубы для воды, полотенцесушители, металлические держатели для ванных комнат и т.д.

Однако справедливости ради стоит отметить, что есть нержавеющая сталь которая магнитится. В ней совсем небольшое количество хрома или никеля, около 5 %. Такую сталь нержавеющей можно назвать с натяжкой, она не ржавеет только при определенных условиях. Такая сталь магнититься, но не сильно, не так как магнит и обычная стать.

Сплав ковар

Смесь состоит из металлов, обладающих отличными механическими свойствами. Их легко обрабатывать, они без труда подвергаются прокатке, протяжке, ковке и штамповке. А сплав кобальта, никеля и железа иначе называется ковар. Удачно подобранное сочетание химических элементов обеспечивает материалу отличные характеристики. Данный сплав имеет хорошую теплопроводность, высокий коэффициент удельного электрического сопротивления и близкие к нулю показатели линейного расширения в большом интервале температур. Единственным недостатком является низкая коррозийная стойкость в сырой среде, поэтому часто используют защитные покрытия из серебра. Ковар широко применяется в промышленности для производства:

  • труб, лент и проволоки;
  • конденсаторов;
  • корпусов оборудования в приборостроении;
  • деталей в радиоэлектронике;
  • корпусов в электровакуумной отрасли.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Маломагнитная сталь применяется для изготовления деталей машин, приборов и аппаратов, которые не должны намагничиваться ( кольца электрогенераторов, компасные коробки, электросопротивления и пр.  

Для маломагнитных сталей некоторых марок введен плавочный контроль магнитной проницаемости металла. Усложняется и контроль неметаллических включений. Для некоторых марок нержавеющей стали электрошлакового и вакуумного дугового переплава устанавливаются нормативы не только балльной оценки по шкалам ГОСТ 1778 — 62, но и пределы общего количества включений определенной величины.  

Цепи якорные из маломагнитных сталей — сварка.  

Сплав ТТ10К8Б целесообразно применять при черновой и получистовой обработке нержавеющих, маломагнитных сталей и некоторых марок жаропрочных сталей и сплавов. Он отличается повышенным сопротивлением тепловым и механическим циклическим нагрузкам.  

Физические свойства и расчетные постоянные чехословацких биметаллов.  

Биметаллы первой группы имеют пассивный компонент из инвара, а активный из маломагнитной стали. Материалы обоих компонентов обладают хорошими механическими свойствами. Благодаря большому удельному сопротивлению эти биметаллы пригодны для непосредственного нагрева током. Биметаллы второй группы имеют пассивный компонент из инвара, а активный — из томпака. Эти биметаллы обладают большой теплопроводностью и меньшим удельным сопротивлением. Они применяются в установках, где нагрев биметалла осуществляется за счет теплопередачи.  

Сейчас в для сталей 40, 50, ЭИ405, 40Х, маломагнитной стали и некоторых других металлов постоянство октаэдрического касательного напряжения при разрушении металла в процессе резания для различных значений т установлено экспериментальным путем.  

Схема магнитной цепи муфты.  

ЭИ-181), а также латунь, дюраль и др. Подшипники муфт целесообразно делать из упомянутых выше немагнитных и маломагнитных сталей или из пластмасс, чтобы ограничить попадание в подшипники ферромагнитных частиц наполнителя муфт. Материалом для пластмассовых подшипников могут служить фенопласты, пластмассы на основе меламина и алкидной смолы.  

Если установка указанных вертикальных стяжных шпилек затруднительна, целесообразно предусмотреть сплошные стальные полосы ( плиты) из маломагнитной стали толщиной 4 — 10 мм, перекрывающие весь стержень и оба ярма. Поскольку эти полосы перекрывают оба ярма и скрепляются с ярмовыми балками, при подъеме активной части трансформатора они воспринимают на себя все усилия, не подвергая магнитопровод деформациям.  

В тех случаях, когда элементы шкафа представляют собой замкнутый контур для электромагнитных полей, образуемых силовой ошиновкой, расположенной внутри шкафа, выполнение их из гнутых профилей немагнитной или маломагнитной стали уменьшит до допустимых пределов локальный нагрев этого контура.  

Данные табл. 13 справедливы для следующих условий: а) при числе вводов более трех ( вводы на ток 5000 А — независимо от их количества) они должны быть установлены на плите из маломагнитной стали; б) вводы на токи 1600, 2000 и 3200 А при числе не более трех допускают установку а стальной плите со вставками из маломагнитной стали шириной ее менее 60 IMM; в) присоединение вводов к отводам обмоток трансформатора и шинопроводам должно выполняться медными гибкими связями. В случае присоединения гибких связей к контактным пластинам должен применяться стальной крепеж.  

Данные табл. 13 справедливы для следующих условий: а) при числе вводов более трех ( вводы на ток 5000 А — независимо от их количества) они должны быть установлены на плите из маломагнитной стали; б) вводы на токи 1600, 2000 и 3200 А при числе не более трех допускают установку а стальной плите со вставками из маломагнитной стали шириной ее менее 60 IMM; в) присоединение вводов к отводам обмоток трансформатора и шинопроводам должно выполняться медными гибкими связями. В случае присоединения гибких связей к контактным пластинам должен применяться стальной крепеж.  

Неактивная часть магнитопровода в большинстве случаев состоит из ряда элементов, предназначенных для жесткой фиксации активной части, снижения вибраций и шума, создания опоры для обмоток, заземления магнитопровода и других целей. Материалом для изготовления элементов неактивной части служат различные конструкционные и маломагнитные стали, а также изоляционные материалы. Конструктивное исполнение неактивной части магнитопровода в значительной степени зависит от всей конструкции активной части и ее размеров.  

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Магнитная восприимчивость веществ и элементов (Таблица)

В справочных таблицах дана удельная магнитная восприимчивость χ некоторых пара- и диамагнитных тел, которая для изотропных тел определяется выражением:

χ = Y / H

где Y обозначает намагниченность 1г тела, а Н — напряженность внешнего намагничивающего поля.

Таблица магнитная восприимчивость χ для элементов

Твердые тела предполагаются в изотропном состоянии. Температуры (t °С) отвечают стоградусной шкале.

Элементы t (°С) χ-10β
Азот 18 -0,34
Алюминий 18 +0,65
Аргон 18 -0,48
Барий 20 +0,91
Висмут 18 -1,38
260 -1,02
Водород 18 -1,98
Вольфрам 16 +0,28
Гелий 18 -0,47
Золото 18 -0,15
-256,6 -0,13
Иридий 25 +0,14
200 +0,17
450 -0,20
850 -0,26
1150 +0,31
Кадмий 18 -0,18
Калий 20 +0,52
Кальций 20 +1.10
Кислород 20 +106,2
Кислород жидкий -195 +259,6
Кислород твердый -240 +60
Кремний 20 -0,13
Литий 16 +0,50
Магний 18 +0,55
Магний жидкий 700 +0,55
Марганец 22 +9,9
Медь 18 -0,085
Молибден 18 +0,04
Натрий 18 +0,51
Неон 18 -0,33
Олово 18 +0,025
Олово серое 18 -0,35
Олово жидкое 400 -0,036
Палладий 18 +5,4
200 +4,6
750 +2,6
1230 +1,7
Платина 18 -1,10
250 -0,66
700 -0,45
1220 +0,30
Ртуть 18 -0,19
Ртуть твердая —80 -0,15
Свинец 16 -0,11
Свинец жидкий 330 -0,08
Сера ромб 18 -0,49
Сера жидкая 113 -0,49
220 -0,49
Серебро 16 -0,20
Сурьма 16 -0,87
Сурьма жидкая 800 -0,49
Тантал 18 +0,87
820 +0,77
Углерод алмаз 18 -0,49
400 -0,51
1200 -0,56
Углерод графит 20 -3,5
-170 -6,0
600 -2,0
1000 -1,3
Фосфор белый 20 -0,90
Хлор жидкий -60 -0,57
Хром 18 +3,6
1100 +4,2
Цинк 18 -0,157
Цинк жидкий 450 -0,09
Эрбий 18 +22

Магнитный сплав

Магнитные сплавы марганец-висмут используются для создания очень стойких к размагничиванию постоянных магнитов, которые имеют более высокую коэрцитивную силу по сравнению с магнитами из других сплавов.

Магнитный сплав состоит из железа, кобальта 23 — 25 ( в вес.

Магнитный сплав, содержащий железо, кобальт, никель, алюминий, медь и титан, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитной энергии и улучшения шлифуемости изделий из сплава, он дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении ингредиентов ( вес.

Магнитный сплав состоит из железа, кобальта 23 — 25 ( в вес.

Магнитные сплавы и стали широко применяют в электротехнике для изготовления постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, электроизмерительных приборов, электромагнитов. Магнитная сталь делится на две группы, резко различающиеся по магнитным свойствам: магнитотвердые и магнитомягкие.

Магнитные сплавы не только с магнитной, но и с кристаллической текстурой имеют более высокие свойства. Кристаллическая текстура создается направленной кристаллизацией вдоль внешнего магнитного поля при термомагнитной обработке. Магнит в основном состоит из параллельных кристаллов столбчатой формы, расположенных в виде колоннады. Кристаллическая текстура создается вдоль направления легкого намагничивания, внутри столбчатого кристалла магнитная линия пересекает небольшое число границ между зернами. Кристаллическую текстуру получают либо использованием нагреваемых форм для литья, либо применением зонной переплавки; в том и другом случае нижняя часть формы или заготовки охлаждается при помощи холодильника, рост столбчатых кристаллов начинается от охлаждаемого основания магнита. По первому способу керамическую форму для отливки магнита ставят на холодильник и помещают в графитовый цилиндр, при помощи которого в индукционной печи форму нагревают до 1550 С. После заливки металла форму медленно охлаждают.

Магнитный сплав состоит из железа, кобальта 23 — 25 ( в вес.

Магнитные сплавы и стали широко применяются в электротехнике для изготовления постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, электроизмерительных приборов, электромагнитов. Магнитная сталь делится на две группы, резко различающиеся по магнитным свойствам: магнитотвердые и магнитомягкие.

Магнитные сплавы, например ЮНДК24 ( 9 % А1; 13 5 % Ni; 3 % Си; 24 % Со; остальное — железо), имеют очень высокую коэрцитивную силу — Не 500 Э, поэтому из них изготовляют магниты небольшого размера, но большой мощности.

Магнитный сплав, содержащий железо, кобальт, никель, алюминий, медь и титан, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитной энергии и улучшения шлифуемости изделий из сплава, он дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении ингредиентов ( вес.

Магнитные сплавы и стали широко применяют в электротехнике для изготовления постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, электроизмерительных приборов, электромагнитов. Магнитная сталь делится на две группы, резко различающиеся по магнитным свойствам: магнитотвердые и магнитомягкие.

Магнитный сплав состоит из железа, кобальта 23 — 25 ( в вес.

Кривые намагничивания материала Kool.

Магнитные сплавы, имеющие примерно равное процентное содержание никеля и железа, имеют свой порошковый аналог — материал с распределенным зазором. Его особенностью является высокое значение индукции насыщения магнитного потока ( более высокое, чем у МП материала); отсюда и его английское название — High Flux — большой магнитный поток. Сердечники из данного материала позволяют запасать энергию большую, чем в МП сердечниках, что, в свою очередь, приводит к созданию магнитных элементов меньшего объема и массы. С другой стороны, железо-никелевый порошковый материал имеет большие удельные потери по сравнению с МП материалом.

Магнитные сплавы делятся на две группы, резко отличающиеся формой, гистерезисной кривой и значениями основных магнитных характеристик. К первой группе относятся магнитно-твердые сплавы ( фиг. Они характеризуются главным образом большим значением Нс и применяются для постоянных магнитов.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Магнитные свойства нержавеющей стали во многом зависят от структуры материала. Больше всего они проявляются в нижеприведенных случаях:

  1. Мартенсит характеризуется хорошими магнитными свойствами, является ферримагнетиком в чистом виде. Встречается подобная нержавейка крайне редко, так как чистый химический состав выдержать довольно сложно. Как и обычные углеродистые варианты исполнения, рассматриваемый может улучшаться при помощи закалки или отпуска. Подобный металл получил широкое распространение не только в промышленности, но и в быту. Наибольшее распространение получили следующие марки: 20Х13 и 40Х13. Они могут подвергаться механическому воздействию, шлифованию или полированию, а также различной термообработке. К особенностям химического состава можно отнести повышенную концентрацию хрома и углерода. 20Х17Н2 – еще одна нержавейка, которая характеризуется высокой концентрацией хрома. За счет этого структура становится более устойчивой к воздействию влаги и некоторых агрессивным средствам. Несмотря на большое количество легирующих элементов, спав поддается сварке и может подвергаться горячей или холодной штамповке.
  2. Феррит в зависимости от степени нагрева может применять две формы: ферромагнетика и парамагнетика. В химическом составе подобных материалов меньше углерода, за счет чего они становятся более мягкими и лучше поддаются обработке. В эту группу входит нержавейка 08Х13, которая активно применяется в пищевой промышленности. Кроме этого, в данную группу входят AISI 430, который применяется на пищевых производственных предприятиях.
  3. Мартенситно-ферритные сплавы характеризуются весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Подобной структурой обладает сплав 12Х13. Как и предыдущие металлы, рассматриваемый может подвергаться механической и термохимической обработке.

Приведенная выше информация указывает на то, что наиболее ярко выраженные магнитные свойства у мартенситной структуры.

При выборе сплава следует учитывать, что не все нержавейки характеризуются устойчивостью к механическим повреждениям. Даже незначительное воздействие может привести к повреждению поверхностного слоя. Несмотря на то, что хромистая пленка способна восстанавливаться при контакте с кислородом, были выпущены новые сплавы, характеризующиеся повышенной механической устойчивостью.

Еще одна классификация металлов подразумевает их деление на следующие группы:

  1. С высокой степенью устойчивости к воздействию кислот.
  2. Жаропрочный вариант исполнения
  3. Пищевые нержавейки.

Жаропрочная нержавеющая сталь

Маркировка материала проводится при применении буквенно-цифрового обозначения. Каждый символ применяется для обозначения конкретного химического элемента, цифра указывает на концентрацию. В других странах применяются свои определенные стандарты для обозначения металла.

Удельное сопротивление металлов и сплавов (при 20° C)

Вещество Удельное сопротивление мкОм • мм 2 /м
Алюминий 0,028
Вольфрам 0,055
Железо 0,098
Золото 0,023
Константан 0,44−0,52
Латунь 0,025−0,06
Манганин 0,42−0,48
Медь 0,0175
Молибден 0,057
Никелин 0,39−0,45
Никель 0,100
Олово 0,115
Ртуть 0,958
Свинец 0,221
Серебро 0,016
Тантал 0,155
Фехраль 1,1−1,3
Хром 0,027
Цинк 0,059
Вещество К Вещество К
Алюминий 0,0042 Олово 0,0042
Вольфрам 0,0048 Платина 0,004
Константан 0,00002 Ртуть 0,0009
Латунь 0,001 Свинец 0,004
Медь 0,0043 Серебро 0,0036
Манганин 0,00003 Сталь 0,006
Молибден 0,0033 Тантал 0,0031
Никель 0,005 Хром 0,006
Никелин 0,0001 Фехраль 0,0002
Нихром 0,0001 Цинк 0,004

Сплавы (состав в %):

  • Константан (58,8 Cu, 40 Ni, 1,2 Mn)
  • Манганин (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
  • Нейзильбер (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
  • Никелин (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
  • Нихром (67,5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1,5 Mn)
  • Реонат (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
  • Фехраль (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

Удельное сопротивление нихрома

Каждое тело, через которое пропускается электрический ток, автоматически оказывает ему определенное сопротивление. Свойство проводника противостоять электрическому току принято называть электрическим сопротивлением.

Рассмотрим электронную теорию данного явления. При движении по проводнику свободные электроны постоянно встречают на своем пути другие электроны и атомы. Взаимодействуя с ними, свободный электрон теряет часть своего заряда. Таким образом, электроны сталкиваются с сопротивлением со стороны материала проводника. Каждое тело имеет свою атомную структуру, которая оказывает электрическому току разное сопротивление. Единицей сопротивления принято считать Ом. Обозначается сопротивление материалов — R или r.

Чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через это тело. И наоборот: чем выше сопротивление, тем хуже тело проводит электрический ток.

Сопротивление каждого отдельно взятого проводника зависит от свойств материала, из которого он изготовлен. Для точной характеристики электрического сопротивления того или иного материала было введено понятие — удельное сопротивление (нихрома, алюминия ). Удельным считается сопротивление проводника длиной до 1 м, сечение которого — 1 кв. мм. Этот показатель обозначается буквой p. Каждый материал, использующийся в производстве проводника, обладает своим удельным сопротивлением. Для примера рассмотрим удельное сопротивление нихрома и фехрали (более 3 мм):

  • Х15Н60 — 1.13 Ом*мм/м
  • Х23Ю5Т — 1.39 Ом*мм/м
  • Х20Н80 — 1.12 Ом*мм/м
  • ХН70Ю — 1.30 Ом*мм/м
  • ХН20ЮС — 1.02 Ом*мм/м

Удельное сопротивление нихрома, фехрали указывает на основную сферу их применения: изготовление аппаратов теплового действия, бытовых приборов и электронагревательных элементов промышленных печей.

Поскольку нихром и фехраль преимущественно используются в производстве нагревательных элементов, то самая распространенная продукция — нихромовая нить, лента, полоса Х15Н60 и Х20Н80, а также фехралевая проволока Х23Ю5Т.

Нержавейка, которая магнитится

Ферритные сплавы

В них содержится хром в больших количествах, примерно 20 %. Обладают высокими магнитными свойствами и стойкостью к коррозии. Приобретают большую мягкость из-за уменьшения в составе углерода и легко поддаются различным видам обработки. Чаще всего такие сплавы применяют в тяжелой промышленности, на предприятиях пищевой промышленности, также из них изготавливают элементы систем отопления. Стоят они дешевле, чем аустенитные сплавы.

Некоторые особенности ферритных сплавов позволяют применять их для замены более дорогих материалов:

  • маленький уровень теплового расширения и теплопроводность;
  • повышенная температурная стойкость и текучесть;
  • устойчивость к деформации и коррозии.

Это позволяет использовать эти сплавы в изготовлении электромагнитных приводов и исполняющих механизмов.

Мартенситные сплавы

Обладают повышенной прочностью, не уступают углеродистым сталям, благодаря закалке и отпуску. Это абсолютные ферромагнетики. Встречаются нечасто, поскольку сложно выдержать чистый состав. Сплавы с высоким содержанием хрома устойчивы к влажности и агрессивным средам. Отлично поддаются сварке, можно применять как горячую так и холодную штамповку.

Мартенситы жаропрочны и способны к самозакаливанию. Применяются в машиностроении для изготовления абразивов, в изготовлении столовых приборов, элементов насосных систем, пружин, хирургического и различного режущего инструмента. Среди нержавеющих сталей мартенситные сплавы обладают самой высокой способностью к намагничиванию.

Мартенситно-ферритные сплавы

Имеют неплохие эксплуатационные характеристики, легко поддаются термообработке. Но при сварке имеют склонность к образованию холодных трещин. Применяются в том случае, когда необходимы поверхности, часто подвергающиеся нагреву, коллекторы, котлы, трубопроводы.

Использование хромоникелевой стали

Антикоррозийная сталь 12Х18Н10Т принадлежит к экологически чистому и долговечному материалу. В состав хром-никелевого сплава, кроме основного компонента – железа, входит до 19% хрома, обеспечивающего ей сильные антикоррозийные свойства, и 11% никеля, которые переводят ее в класс аустенитов и придает гибкость, прочность и жаростойкость. Благодаря своим характеристикам она находит широкое применение. Многих интересует, сталь марки 12Х18Н10Т магнитится или нет? Она не является магнитной, как и все аустенитные сплавы, и находит применение в следующих отраслях промышленности:

  • Химической – агрессивные кислоты: уксусная, азотная, фосфорная транспортируются по трубам из этой марки стали.
  • Пищевой – молочной, мясной, алкогольной.
  • Машиностроительной – изготовление деталей, контактирующих с кислотами и щелочами, производство сварной аппаратуры, коллекторов выхлопных систем.
  • Нефтяной – для изготовления труб.

Кроме того, хромоникелевые сплавы используют в топливно-энергетическом секторе. Из них изготавливают печную арматуру, теплообменники.

Про неодимовые магниты

Состав

Неодим – редкоземельный металл с наделённым природой мощным магнетизмом. В периодической системе химический элемент занимает 60 позицию. В чистом виде в природе не встречается. Его выделяют из такого вещества, как дидим, где он находится в смешанном состоянии с другими лантаноидами.

Несмотря на «редкоземельность», элемент довольно распространён в земной коре. Основная добыча металла сосредоточена в Китае.

В ответ на вопрос, что такое представляет собой неодимовый магнит, следует то, что это сплав из неодима и железа с добавлением бора. Для того чтобы получить такой сплав, исходящие компоненты приводят в порошкообразное состояние. После перемешивания состав запекают в специальной печи, заблаговременно помещая смесь в формовочные ёмкости.

Особенности

Использовать в чистом виде редкоземельный металл Nd не позволяют его слабая стойкость к коррозии и мягкость. Чтобы уменьшить эти недостатки, магниты стали делать из вышеупомянутого сплава. Удалось получить мощный магнит, не восприимчивый к коррозионным процессам, хорошо переносящий условия высокой температуры (до 1400С).

Применение

Неодимовые магниты нашли широкое применение в моторостроении для авиационной промышленности. В некоторых медицинских аппаратах НМ исполняют важную роль, как основные функциональные детали. В быту – это различные магнитики, которые крепят на холодильники. Из них также изготавливают разные игрушки-головоломки.

Из НМ получаются отличные держатели ножей на стенах кухонь. Для фиксации мебельных дверей в закрытом состоянии применяют магниты дисковой формы. Домашние умельцы изобретают различные бытовые приспособления, демонстрируя, что можно сделать из неодимового магнита.

В промышленном производстве неодимовые магнитные изделия применяют в различных фильтрационных системах для улавливания мельчайших металлических частиц. С помощью НМ очищают производственные площади от металлической стружки. Магнитами обрабатывают семена зерновых культур для повышения урожайности.

В картере двигателя автомобиля устанавливают пробку с неодимовым магнитом, которая выбирает металлическую крошку из моторного масла.

Можно ли изготовить своими руками

НМ стоят довольно дорого. Многие любители домашних самоделок пытаются узнать, как сделать самому мощный магнит из неодимового сплава. На самом деле производство НМ представляет собой сложный технологический процесс, который воспроизвести в бытовых условиях невозможно.

Дело в том, что сделать неодимовые магниты можно только с помощью порошковой металлургии. Изготовление НМ заключается в спекании порошков неодима, железа и бора. Сложный процесс связан со специальным технологическим оборудованием. Поэтому единственным способом обзавестись мощными магнитами неодимами – это воспользоваться разборкой списанной электроники либо других устройств.

Дополнительная информация. Сверлить или дробить неодимовые магниты категорически нельзя. При нарушении целостности магниты теряют свои свойства. То же происходит, если повредить магнитные поверхности.

Удивительные свойства магнитов всегда привлекали пытливые умы людей. Использование источников магнитного поля принесло мировой цивилизации немало ценных изобретений практически во всех сферах деятельности человечества.

Классификация

Прецизионные сплавы можно разделить на ряд групп в зависимости от их свойств:

  • магнитно-мягкие сплавы;
  • магнитно-твёрдые сплавы;
  • сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР);
  • сплавы с заданными свойствами упругости;
  • сверхпроводящие сплавы;
  • термобиметаллы.

Магнитно-мягкие сплавы

Сплавы, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой в слабых полях. К таковым относятся:

34НКМ, 34НКМП 64Н (65Н) 81НМА
35НКХСП 68НМ, 68НМП 27КХ
40Н 76НХД, 76НХДП 49К2Ф
40НКМ, 40НКМП 79НМ, 79НМП 49КФ
45Н 79Н3М 49К2ФА
47НК 80НХС 16Х
50Н, 50НП 36КНМ
50НХС 83НФ

Магнитно-твёрдые сплавы

Сплавы с определённым сочетанием параметром петли гистерезиса или предельной петли гистерезиса. К таковым относятся:

52К10Ф 52К13Ф 35КХ8Ф ЕХ5К5
52К11Ф 35КХ4Ф ЕХ3 ЕХ9К15М2
52К12Ф 35КХ6Ф ЕВ6

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения


Коэффициент теплового расширения сплавов железа/никель в зависимости от процентного содержания никеля. Ярко выраженный минимум при концентрации никеля 36 %

Иногда именуются как «инварные сплавы» (от слова «инвар» — сплава 36Н, первого открытого сплава с очень низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР)). К таковым относятся:

  • 36Н (англ. Invar) — инвар, имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. ТКЛР составляет 1,2⋅10−6/°C на промежутке от −20…+100 °C;
  • 33НК (англ. Inovco) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отожженном состоянии имеет ТКЛР α не более 1,5⋅10−6/°C (в диапазоне −60…+100 °C). Особо чистые сплавы имеют ТКЛР до 0,55⋅10−6/°C (в диапазоне +20…+100 °C);
  • 42Н (англ. NILO, FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3⋅10−6/°C, такой же как и у кремния, что позволяет широко использовать его в электронике;
  • 29НК (англ. Kovar и англ. Dilver P) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют ТКЛР как и у боросиликатного стекла, поэтому применяются в оптике, которая может работать в широком диапазоне температур, например на спутниках;
  • другие сплавы: 30НКД, 32НКД, 32НК-ВИ, 35НКТ, 36НХ, 38НКД, 39Н, 42НА-ВИ, 47НХ, 47Н3Х, 7НД, 47НХР, 48НХ, 52Н, 58Н-ВИ.

Также к сплавам с заданным ТКЛР относится платинит: его коэффициент позволяет изготавливать проводники, впаиваемые в стекло (токовводы) при изготовлении вакуумной аппаратуры и электрических ламп накаливания.

Марки сплавов
29НК, 29НК-ВИ,29НК-ВИ-1, 29НК-1 30НКД, 30НКД-ВИ 32НКД 32НК-ВИ 33НК, 33НК-ВИ 35НКТ 36Н, 36Н-ВИ
Элемент %
C* 0,03
Si* 0,30
Mn* 0,4
S* 0,015
P* 0,015
Cr* 0,1
Ni ±0,5 29
Co ±0,5 17,5
Cu* 0,2
Al* 0,2
Ti* 0,1
Fe**±1,0 52,14
Эл-нт %
C* 0,05
Si* 0,3
Mn* 0,4
S* 0,015
P* 0,015
Ni ±0,5 30
Co ±0,5 13,5
Cu ±0,1 0,4
Fe ±1,1 55,32
Эл-нт %
C* 0,05
Si* 0,2
Mn* 0,4
S* 0,015
P* 0,015
Ni ±0,5 32
Co ±0,5 3,7
Cu ±0,1 0,7
Fe ±1,1 62,92
Эл-нт %
C* 0,03
Si* 0,3
Mn* 0,4
S* 0,015
P* 0,015
Cr* 0,1
Ni ±0,5 32,0
Co ±0,5 4,2
Fe ±1,0 62,94
Эл-нт %
C* 0,5
Si* 0,3
Mn* 0,4
S* 0,015
P* 0,015
Ni ±0,5 33,0
Co ±0,5 17,0
Fe** ± 1,0 48,77
Эл-нт %
C* 0,05
Si* 0,5
Mn* 0,4
Ni ±0,5 34,5
Co ±0,5 5,5
Cu ±0,1 0,3
Ti ±0,25 2,55
Fe** ±1,35 56,2
Эл-нт %
C* 0,05
Si* 0,3
Mn ±0,15 0,45
S* 0,015
P* 0,015
Cr* 0,15
Ni ±1,0 36,0
Cu* 0,1
Al* 0,1
V* 0,1
Mo* 0,1
Fe** ±1,15 62,62
* — не более; ** — остальное

Сплавы с заданными свойствами упругости

Сплавы с высокой степенью упругости и рядом других свойств: коррозионная устойчивость, прочность, определённым температурным коэффициентом модуля упругости. К таковым относятся:

36НХТЮ 42НХТЮА 97НЛ
36НХТЮ5М 44НХТЮ 17ХНГТ
36НХТЮ8М 68НХВКТЮ 40КХНМ
42НХТЮ 68НХВКТЮ-ВИ 40КХНМВТЮ

Сплавы с высоким электрическим сопротивлением

Х15Ю5 ХН70Ю-Н Х15Н60-Н-ВИ Х20Н80-ВИ
Н80ХЮД-ВИ ХН20ЮС Х15Н60 Х20Н80
Х23Ю5 Х20Н73ЮМ-ВИ Х20Н80-Н-ВИ Х50К10
Х27Ю5Т Х15Н60-Н Х20Н80-Н Х23Ю5Т

Термобиметаллы

См. также: Биметалл

Термобиметаллы представляют собой материал состоящий из двух или более слоев металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, что обеспечивает упругую деформацию при изменении температуры.

Биметаллы обычно изготавливают из сталей:

19НХ 36Н 46Н
20НГ 42Н 50Н
24НХ 45НХ 75ГНД

Научная точка зрения

Чтобы определить, какие металлы не магнитятся, нужно выяснить, как все металлы вообще могут относиться к магнитам и магнитному полю. По отношению к внесенному магнитному полю все вещества делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Они непрерывно движутся, что создает магнитное поле. Магнитные поля электронов одного атома могут усиливать друг друга или уничтожать, что зависит от направления их движения. Причем скомпенсированы могут быть:

  • Магнитные моменты, вызванные движением электронов относительно ядра – орбитальные.
  • Магнитные моменты, вызванные вращением электронов вокруг своей оси — спиновые.

Если все магнитные моменты равны нулю, вещество относят к диамагнетикам. Если скомпенсированы только спиновые моменты — к парамагнетикам. Если поля не скомпенсированы – к ферромагнетикам.

Что такое антикоррозийная сталь?

Сталь, которая не покрывается при эксплуатации ржавчиной, в народе называется нержавейкой. Ее получают из сплава железа с углеродом и различными легирующими добавками: никелем, хромом, ниобием, титаном. Каждый из этих компонентов усиливает или уменьшает определенные свойства сплава – магнитность, прочность, твердость, пластичность, коррозийность. Главное качество нержавеющей стали – сопротивление коррозии. Оно как раз и зависит от содержания в ней хрома.

Чем больше этого металла в сплаве, тем он меньше подвергается коррозии. Поэтому все стали, проявляющие стойкость к ржавлению, содержат хрома не менее 10,5%. Уникальность этого металла состоит в том, что, вступая в реакцию с кислородом, на поверхности изделия он создает оксидную пленку, которая препятствует реагированию сплава с агрессивными средами. Причем при повреждении поверхности, пленка образуется вновь после окисления хрома кислородом.

Нержавейка, которая не магнитится

Аустенитные сплавы

Это самые распространенные в использовании сплавы нержавеющей стали, в своем составе содержат до 33 % никеля и хрома, что увеличивает их сопротивление коррозии. Имеют очень высокую прочность, холодостойкость и электрохимическую стойкость, хорошо полируются и устойчивы к появлению царапин.

Широко применяется в нефтеперерабатывающей и химической отраслях, авиастроении, электротехнике, в оборудовании для пищевой промышленности, для производства сантехники, медицинского и холодильного оборудования, крепежных изделий, емкостей для пищевых продуктов и жидкостей.

В обычном состоянии не обладают способностью к намагничиванию, но после применения холодной деформации, когда аустенит частично превращается в феррит, магнитные свойства могут проявляться. Термическая обработка, используемая для повышения химических и физических свойств изделий резко повышает повышает магнитные свойства сталей.

Аустенитно-ферритные

В составе используется никель и хром, дополнительно может применяться марганец, молибден, титан и ниобий. Имеют повышенные показатели прочности и устойчивость к коррозии. Широкое распространение получили в изготовлении теплообменного оборудования.

Как определить коррозионную стойкость стали

Чтобы выяснить, коррозионностойкая сталь или нет, нужны следующие действия:

  • хорошо зачистить маленький участок детали;
  • нанести пару капель раствора медного купороса;
  • если изделие покрылось слоем красной меди, значит сплав подвержен ржавчине, если ничего не произошло, то это нержавеющая сталь.

Степень устойчивости к коррозии можно определить по количеству основных элементов, которые входят в состав сплава- никеля и хрома. Если хрома содержится больше 12 %, то этот сплав будет антикоррозийным в обычной среде, если больше 17%, то он может выдерживать даже агрессивную щелочную среду.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.