Магнитные свойства чугуна

В соответствии c требованиями, предъявляемыми и деталям, чугун может применяться в качестве ферромагнитного (магнитно-мягкого) или паромагнитного материала.

Магнитные свойства в большей степени, чем какие-либо другие, зависят от структуры металла, что определяет разделение магнитные свойств на первичные и вторичные. К первичным относятся индукция, насыщение (4ΠI), проницаемость в сильных полях и температура магнитного превращения. Эти свойства зависят от количества и состава ферромагнитных фаз и не зависят от их формы и распределения. К вторичным свойствам относятся гистерезисные характеристики: индукция, насыщение и проницаемость в слабых и средних, полях, коэрцитивная сила, остаточный магнетизм. Вторичные свойства мало зависят от состава фаз и определяются главным образом формой и распределением структурных составляющих.

Основными ферромагнитными составляющими чугуна являются феррит и цементит, характеризующиеся следующими данными (табл. 1).

Цементит является более жесткой магнитной составляющей, поэтому в качестве магнитно-мягкого материала всегда применяется серый, а не белый чугун. Графитизация приводит к резкому понижению Н_с и интенсивному повышению μ_max в особенности при распаде последних остатков карбидов. При этом влияние графита, как и других немагнитных фаз, зависит также от формы и величины включений. Наиболее благоприятной в этом отношении является глобулярная форма. Поэтому ковкий и высокопрочный чугун характеризуются большей индукцией и магнитной проницаемостью и меньшей коэрцитивной силой, чем серый чугун при той же матрице (см. табл. 1 в статье Электрические свойства чугуна).

Таким же образом влияет укрупнение эвтектического и ферритного верна и уменьшение, количества перлита. Поэтому отпуск после закалки способствует улучшению магнитно-мягких свойств.

Немагнитные (парамагнитные) чугуны применяются в тех случаях, когда требуется свести к минимуму потери мощности (крышки масляных выключателей, концевые коробки трансформаторов, нажимные кольца на электромашинах и т. д.) или когда необходимо минимальное искажение магнитного поля (стойки для магнитов и т. п.). В первом случае, наряду С низкой магнитной проницаемостью, требуется высокое электрическое сопротивление; этому требованию чугун удовлетворяет даже в большей степени, чем цветные сплавы. Во втором случае необходима особо низкая магнитная проницаемость. Поэтому в ряде случаев и не удается заменить цветные сплавы аустенитными чугунами для второй группы отливок.

В зависимости от состава различают аустенитные немагнитные чугуны:

• никелевые типа нирезист с тем или иным количеством хрома;
• никельмарганцевые типа номаг с тем или иным содержанием меди и алюминия, превосходящие чугуны первой группы по немагнитности, но уступающие им по жаропрочности, жаростойкости и сопротивлению коррозии;
• марганцевые с тем или иным содержанием меди и алюминия, являющиеся наиболее дешевыми, но обладающие более низкими прочностными и физическими свойствами.

Представляют интерес также ферритные высоколегированные алюминиевые чугуны, характеризующиеся особенно низкой магнитной проницаемостью.