Дата опубликования описания 28.05.80 (53 ) УД К 6 69. 15-01 8.5(088.8) Н. К. Гавриэльян, А, С. Калугин, Г. Е. Плинер, Б. Н. Путимцев, В, В. Соснин и И. Г. Ястребов (72) Авторы изобретения

Бентральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургии им. И, П, Бардина (7! ) Заявитель (54) МАГНИТНО-МЯГКИЙ СПЛАВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к железо-кремнистым сплат вам, имеющим в листе текстуру (100), и предназначено для сердечников магнитопроводов электротехнической и электронS ной промышленности, Известен магнитный материал следую- щего химического состава, вес,7

Кремний 1-7

Фосфор О, 1-5

Железо Остальное (1)

Данный сплав не обладает .кубической текстурой, так как фосфор участвует в текстурообразовании только в присутствии никеля. Величина магнитной индукции для, данного сплава не превышает 1,56 Т, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитно-мягкий сплав следующего химического состава, весЛ:

Кремний 2,7 4,0

Марганец О, 1-0,3, Никель 0,5-1,5

Железо Остальное (2)

Сплав может содержать углерод в количестве не более 0,02 вес,%, Известный сплав имеет высокий уровень магнитных свойств эа счет введенного в него никеля, приводящего к образо- ванию кубической текстуры, Но получение высокого уровня магнитных свойств достигается после отжига в атмосфере водороо да с высокой точкой росы (-60 С) или высоком вакууме (10 -10 мм рт.ст.), что не обеспечивается в промышленных условиж.

Бель изобретения вЂ” повышение магнитных свойств в плоскости листа и их изотропности, создание структурной однородности, повышение окалиностойкости, коррозионной стойкости и пластичности.

Укаэанная цель достигается тем, что магнитно-мягкий сплав, содержащий кремний, никель и железо, дополнительно содержит фосфор при следующем соотношении тсомпонеитов, весЛ:

735654

Кремний 2,5 i,p

Никель 0,2-1, О

Фосфор 0,02-0i3

Железо Остальное

Введение 0,02-0,3% фосфора при надичии других элементов сплава позволяет контролйровать размер зерна в готовой полосе соответственно в интервале 200,3 мм при его преимущественной ориентировке (100) 001 или (100)eh 9., повысить магнитные свойства за счет соз дания более однородной мелкозернистой структуры сплава, повысить пластичность при прокатке, коррозионную устойчивость, уменьшить образование окапины при горячей прокатке и снизить требования к ат мосфере окончательного отжига.

Наличие до 1,0% никеля бла1"оприятно влияет на процесс образования кубической текстуры в холоднокатаной кремнистойстали; расширяя область - у вЂ” фазы в системе Fe- 5i и снижая поверхностную энергию плоскости (100). Благоприятное воздействие никеля на образование кубической текстуры проявляется при концент рации, близкой к обпасти о = It превращения, то есть воздействие его аналогично влиянию снижения концентрации кремния.

Содержание примесей, влияющих на текстурообраэование ряда (углерод, сера, аэоФ, Кислород, алюминий, титан, марганец) ограничено.

Ограничение содержания примесей достигается, во-первых, использованием до. статочно чистой шихты, а во-вторых, выплавкой в вакуумно-.индукционной печи и нагревом в процессе промежуточных отжигов в контролируемой восстановительной атмосфере или вакууме. Такие меры ограничивают содержание вышеназванных примесей в следующих пределах, вес.%:

Углерод 0,001-0,025

Сера О, 0005-0,01

Азот 0,0003-0, 01

Кислород 0,0003-0, 01

Алюминий 0,0005-0,015

Марганец О, 0005-0,5

Титан О, 0005-0,0 1

В условиях экспериментального завода . ЦНИИЧМ выплавляли сплав в 50-килограммовой вакуумно-индукционной печи, Шихта содержит железо состава, вес.%: кремний 0,03; алюминий 0,05; . фосфор 0,003; углерод 0,008; сера

0,005; кислород 0,03; марганец .0,006; никель 0,03 и кремний кристаллический состава, вес.%: кремний 99,0; железо «

W 0,5 алюминий 0,5.

При выплавке используют тигли из

MgO и СаО.

Полученные слитки проковывают на сутунки, которые далее подвергают горячей прокатке с последующим нормалиэацион-. ным отжигом при 950 С в атмосфере воо дорода с точкой росы не выше 20РС.

Далее сплав подвергают холодной прокатке с различным количеством промежу10 точных отжйгов и с окончательным отжигом, которые ведутся в среде водорода с точкой росы от -20 до -30 С или вакуума с остаточным давлением не выше

10 мм рт.ст. при 1100-1400 С.

Для получения текстуры (100)СИИ> используется однократная холодная прокатка с обжатием более 90%, Для получения текстуры (100) 001 требуется, как минимум, 3-х кратная про 20 катка с обжатиями 40-80% и промежуточным отжигом при 950-1100 С в водороде с точкой росы не выше -20 С, В табл. 1 даны примеры химического состава сплавов, вес.%:

Магнитные свойства выплавленных сплавов приведены в табл. 2, Магнитные свойства Известного сплава для ленты толщиной 0,08 мм по сравнению со сплавом _#_e 2, имеющим аналоз0 em уру (100) 001 щииы 0,08 мм значительно выше, Сплавы 1 и 3, обладая плоскостной кубйческой текстурой (100) ИМ.> обеспечивают иэотропность магнитных свойств и плоскости листа по всем направлениям что позволяет выгодно использовать их.

Дополнительно легирование сплава фосфором позволяет повысить индукцию и существенно снизить потери. Положитель40 ное влияние фосфора на коррозионную стой кость и окалиностойкость проверяется по степени окисленности металла после горячей прокатки на лист 2,5 мм и после тер мообработки холоднокатаного металла толщиной 80 мкм в среде водорода с точкой

О росы -30 С. Данные экспериментов приведены в табл, 3.

Предлагаемый сплав позволяет получить в ленте 0,08-0,5 мм совершенную кубическую тексту,,у и плоскостную кубическую текстуру с хорошими магнитными свойствами вдоль и поперек направления прокатки. Для сплава 2 с кубической текстурой (100) 00 1 магнитная индукция в поле

25 А/см для толщины листа 0,08-0,5мм находится в интервале 1, 9 2-1,85 Т при коэрцитивиой силе 0,07-0,09 Э. Удельные потери при,перемагничивании. с час1Ь

Таблица l

Ь » Р

И С 5 ЛС Ми Т» сплава

1 2,5 0,02 0,2 0,005 0,004 0,01 0,007 0,01 0,0016 0,006

2 3,02 0,2 0,4 0,015 0,004 0,008 0,05 0,006 0,0015 0,005

3 6 О 03 1 001300002001 003 001 00008 0002

Известный 3, О l О» 0 1 О» 5 0» О 12 Оэ004 О»О 1 Оэ 1 Оа05 6э002

Таблица 2

20 0 15

25 0,09

2,0 0,07

1,77

1 0,08 (100)

1,77

0,15

1,76

1,75

0,5

5 7356 тотой 50 и 400 Гц и значении индукции

1,5 Т составляют для ленты толшиной

0,8 мм Ра,5/»оо и ВТ/кг; для 0,15 ммвЂ”

Р -»ъ Вт/кг; для 0,3 мм вЂ” Р»а(. Вт/кг: для 0,5 мм Р 5 а вЂ”, 4 Бт/кг. Это весьма высокие свойства, причем они сохраняются вдоль и поперек направления прокатки.

Тогда как по ГОСТУ 9925-61 для марок

Э360 для толшин 0,08 и 0,15 мм В 1,82 Т при коэрцитивной силе 0,28-0,26, !О

А/см и удельных потерях Р» -17 Вт/кг и 19 Вт/кг соответственно.

Лучшие отечественные марки кремнистой стали с ребровой текстурой находят ся на уровне лучших зарубежных аналогов. У

Йля толшины ленты 0,35 мм и 0,5 мм индукция В составляет 1,9 Т при удельных потерях Р, „ =1,1 Вт/кг и

1,75 Вт/кг.

Таким образом магнитные свойства 20 предлагаемого сплава вдоль и поперек направления прокатки лучше свойств про"

54 6 мышленной электротехнической кремнистой стали вдоль направления прокатки.

Кроме того, предлагаемый сплав обладает хорошими технологическими свойствами: имеет малую окалину при нагреве под горячую прокатку, обладает хорошей пластичностью при холодной прокатке, однородностью Структуры горячекатаного подката и готового листа,обеспечивакипей хорошую воспроизводимость высоких магнитных свойств, повышенной коррозионной стойкостью по сравнению с обычной кремнистой сталью, возможностью проводить окончательный высокотемпературный отжиг в промышленных условиях - водороде с .точкой росы от -20 до -30 С или вао кууме 10 мм рт.ст, Ожидаемый экономический эффект от внедрения ленты с кубической текстурой только для создания параметрических трансформаторов составляет 380 тыс.рублей в год, 735654

Продолжение табл. 2

1э92

1,922 0,08

1,88

0,15

1,88 (1оо) оо1

0,07

1,90

0,3

1 23

0,07

1,85

19 0,10

1,78

3 0,08

1,78

1,77

23 0,08 (1оо) сПке>

0,15

0,08

0,5

1,7 (zoo) (ооЦ

1,6

Таблица 3

Извест- Сплав не текстуный 0,09 0;006 руется, много кислорода

Вари.ант 1 0,017 0,0008 Текстура (1оо) « ) е>

О, 015 0,0007

Иавестньй сплав 0,08

Вариант И

1,77

1,7 1,6

11 0,08

13 0,09

9 735654 10 формула нзобретення Кремний 2,5-6

Никель 0,2-1 . Магннтно-мягкий сплав, содержащий крем-, Фосфор 0,02««0Ä3 ний, никель и железо, о т л и ч а ю- Железо Остальное а и и с я тем, что, с целью повышения магнитньи свойств в плоскости листе и Источники ннформапнн, )юс изотропностн, создания структурной принятые во внимание при экспертизе однородности, повышения окалиностойкос- . 1. Патент Японии % 12045; ти, коррозиьнной стойкости и пластичнос- кл. 10 А. 61, 1965, тн, он дополнительно содержит фосфор при 6 2. Авторское свидетельство СССР сиедувшемсоотношениикомпонентов,sec%: М 166722, кл. С 22 С 38/08, 1964.

Составитель Г. Дудик

Редактор 3. Шубенко Техред А. Шенанская Корректор Н. Степ

Заказ 2255/3 Тираж 694 Подписное

ILHHHFIH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., Ri 4/5

Фнлнал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Магнитный сплав на основе железа // 519495

Сталь // 510526

Сталь // 505740

Спеченный фрикционный материал // 503927

Литейная сталь // 502974

Припой для пайки графита^шщ ша // 421459

Коррозионностойкий сплав // 322400

Электроды для сварки стали // 305975

Прецизионный сплав на основе железа // 282663

Магнитопровод // 2149473

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитопроводам насыщающихся реакторов и импульсных трансформаторов

Соединительные выводы электронного компонента (варианты), электронный компонент (варианты) и способ его изготовления (варианты) // 2159482

Элементы технологических процессов, контейнеры и трубы для хранения и транспортировки жидкостей при криогенных температурах // 2200920

Изобретение относится к криогенной технике

Сталь с высоким сопротивлением на разрыв и способ ее производства // 2205245

Изобретение относится к производству стали для магистральных трубопроводов для транспортировки природного газа, сырой нефти и т.п

Усовершенствованная система для обработки, хранения и транспортировки сжиженного природного газа // 2205246

Изобретение относится к системе для обработки, хранения и транспортировки газа при высоком давлении и криогенной температуре

Системы хранения и подачи топлива в виде сжиженного природного газа (спг-топлива) для транспортных средств, работающих на природном газе // 2208747

Изобретение относится к системам хранения сжиженного природного газа под давлением (СПГД-топлива) от примерно 1035 до примерно 7590 кПа и при температуре от примерно -123 до примерно -62oС и подачи испаряющегося СПГД-топлива для сгорания в двигателе

Системы наземной транспортировки сжиженного природного газа // 2211876

Изобретение относится к системам наземной транспортировки находящегося под давлением сжиженного природного газа при давлении от примерно 1035 кПа до примерно 7590 кПа и при температуре от примерно -123oС до примерно -62oС

Системы распределительной трубопроводной сети для транспортировки сжиженного природного газа // 2211877

Изобретение относится к системам распределительных трубопроводных сетей для транспортировки сжатого сжиженного природного газа под давлением около 1035 - 7590 кПа и при температуре около -123 до около -62oС

Сплав для монтажной сварки трубопроводов из высокопрочного чугуна // 2263723

Изобретение относится к сварке, в частности к дуговой сварке трубопроводов из высокопрочного чугуна, и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтяной и газовой промышленности, в строительстве и др

Низколегированная сталь сварного шва и сварочная проволока с флюсовым сердечником // 2322529