Немагнитные сплавы
John Taylor
Немагнитные сплавы находят применение там, где любые колебания магнитного поля способны исказить результаты измерений или вывести из строя точное оборудование. Навигационные приборы, геофизические зонды, медицинские томографы и авиационные датчики строятся на материалах, которые не притягиваются магнитом и не создают собственных помех.
Физическая суть таких материалов кроется в их кристаллической решетке и химическом составе. Обычно основой служат железо-никелевые или хромоникелевые композиции. Они сохраняют парамагнитные свойства в широком диапазоне температур и не намагничиваются даже в сильных внешних полях. Стандарты жестко регламентируют их производство. Основным документом для таких материалов выступает ГОСТ 14080-78, определяющий требования к лентам, полосам и листам из прецизионных сплавов с заданными магнитными характеристиками.
Маркировка материалов говорит о многому специалистам. Разберем конкретные марки, выпускаемые по этому стандарту.
Сплав 38НХМ-ВИ содержит около 38 процентов никеля с добавлением хрома и молибдена. Лигатура ВИ означает вакуумно-индукционную выплавку. Такой метод очищает металл от газов и неметаллических включений, повышая прочность изделий. Этот состав востребован в приборостроении, где детали работают под нагрузкой и не должны аккумулировать остаточную намагниченность.
Марка 40ХНЮ-ВИ включает алюминий и хром. Добавка алюминия формирует защитную оксидную пленку, повышая стойкость к коррозии.
Составы 42ХНМ и 46ХНМ содержат повышенное количество никеля и молибдена. Они сочетают низкую магнитную проницаемость с высокой стабильностью линейных размеров при изменениях температуры. Подобные свойства критичны для измерительных шкаловых механизмов и деталей гироскопов.
Особую группу составляют высоколегированные составы вроде ХН50МГЮ и ХН85МЮ-ВИ. Здесь содержание никеля доходит до восьмидесяти пяти процентов. Магнитная восприимчивость этих материалов стремится к нулю. Они выдерживают агрессивные среды и экстремальный нагрев. Инженеры применяют их в деталях двигателей и узлах химических реакторов, находящихся в зонах действия сильных электромагнитных полей.
Отечественная промышленность выпускает немагнитные сплавы в виде тонкого листа или ленты. Широкое распространение получила марка ЭП793-ВИ. Сортамент этой марки перекрывает толщины от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Листы толщиной 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 и 0.6 миллиметра используют для штамповки малогабаритных экранов, обмоток и элементов магнитных экранирований. Тонкая лента легко поддается резке, гибке и точечной сварке, сохраняя стабильность структуры.
Выбор конкретного материала зависит от условий эксплуатации. Если узел работает в агрессивной среде при высоких температурах, берут сплавы с максимальной долей никеля и тугоплавких металлов. Для стандартных приборов используют более экономичные хромоникелевые варианты. Контроль химического состава по ГОСТ 14080-78 гарантирует предсказуемость параметров каждой партии проката. Отсутствие брака в структуре металла предотвращает преждевременный выход из строя дорогостоящих приборов.