М у н д а р и ж а I боб. Металларнинг кристалл тузилиши ва кристалланиш поцесси

Магнит жихатидан қаттиқ қотишмаларнинг химиявий таркиби ва магнит хоссалари


Магнит жихатидан қаттиқ қотишмалар . Магнит жихатидан қаттиқ қотишмалар жумласига легирланмаган (таркибида 1,2—1,5% углерод бўлган) пўлатлар , легирланган пўлатлар ва махсус қотишмалар киради. Легирланмаган (кўп углеродли) пўлатлар тобланиб, структураси мартенситга айлантирилгандан кейин уларда коэрцитйв куч ва қолдиқ магнит индукпияси етарли даражада катта [масалан,H_с=4800—5040 а/м (60—63 э) ва В_г= 0,8—0,85 мл (8000—8500 га)] бўлиб қолади. Аммо бундай пўлатлар нинг тобланиш чуқурлиги кичик бўлганлигидан улар кичикроқ (цалинлиги 4—7 мм ли) магнитлар тайёрлаш учун ишлатилади. Кўп углеродли пўлатдан ясалган магнитларнинг камчилиги шундан иборатки, пўлат эскирган сари унинг магнит хоссалари ўзгариб боради.
Мухим асбоблар ва ўлчов аппаратлари учун ишлатиладиган, шунингдек, катта ўлчамли магнитлар, одатда, хром, вольфрам, молибден хамда кобальт билан легирланган пўлатлардан, шунингдек, махсус қотишмалардан; масалан, темир— никель — алюминий қотишмаларидан тайёрланади.
Хромли (ЕХ ва ЕХЗ маркали) пўлатларнинг магнит хоссалари углеродли пўлатларники кабидир, аммо хромли пўлатларнинг тобланиш чуқурлиги углеродли пўлатлар никидан катта, шунинг учун улар катта ўлчамли магнитлар тайёрлаш учун ишлатилиши мумкин.
Кобальтли (ЕХ5К5 ва ЕХ9К15М маркали) пўлатлар нинг магнит хоссалари (коэрцитив кучи) бошқа пўлатлар никига қараганда анча юқори бўлади. Аммо кобальт нодир элемент бўлганлигидан, кобальтли пўлатларнинг ишлатилиши чекланган.
Темир—никель—алюминий қотишмаларида (АН 1, АН2, АНК, AHKol ва бошқа ларда) 32000—40000 а/м. (400—500 э)лик коэрцитив куч хосил қилиш мумкин. Бу қотишмаларда магнит хоссаларининг ғоят даражада юқори бўлиши улардан орирлиги ва ўлчамлари анча кичик, аммо қуввати жуда катта магнитлар тайёрлашга имкон беради. Магнит жихатидан қаттиқ қотишмаларнинг химиявий таркиби
ва магнит хоссалари 61-жадвалда келтирилган.
Доимий магнитлар учун ишлатиладиган пўлатларда юқори магнит хоссалари пайдо қилиш учун улар мураккаб тарзда термик ишланади. Пўлатдарни бундай термик ишлаш режими 62-жадвалда келтирилган.

62- жадвал

Пўлат юмшатилганда йирик карбид фазалар хосил бўлиши ва пўлатни одатдаги тоблаш учун қиздиришда бу карбидлар аустенитда эримаслиги мумкин, шунинг учун уни нормаллаш, яъни маълум температурагача қиздириб, завода тоблаш зарур, акс холда пўлатда юқори магнит хоссалари пайдо қилиб бўлмайди. Пўлатга нолдан паст температурада ишлов берилганда парамагнит қолдиқ аустенит мартенситга айланади, натижада пўлатнинг магнит хоссалари юқори бўлади. Пўлат ни 100°С температурада бушатиш коэрцитив куч цийматини вақт жихатида барқарор холга келтиради, аммо уни бироз-пасайтиради.

АН типидаги қотишмалар (масалан, АН2) 1200°С гача қиздирилиб, сўнгра қайнаётган сувда тобланади ва 500°С температурада бўшатилади, АНКо типидаги қотишмалар (масалан, АНКо4) эса 1300°С гача қиздирилиб, сўнгра магнит майдонида секундига 5°С тезлик билан совитилади. АНКо4 қотишмаси магнит майдонида тобланганда нима бўлишини кўриб чиқайлик. Маълумки, қотишманинг Кюри нуқтасида парамагнит холатидан ферромагнит холатига ўтиш процесси бу қотишмада спонтан магнитланиш сохалари пайдо бўлишидан иборат. Агар шу пайтда қотишмага кучли магнит майдони таъсир эттирилса, қотишманинг нихоятда майда хажмларида ташқи магнит майдони куч чизиқлари бўйлаб жойланишга йнтилаётган спонтан магнитланиш сохаларининг бурилишидан пластик деформация вужудга келади. Бу вақтда қотишма температураси, яъни Кюри нуцтаси қанчалик юқори бўлса, пластик деформация шунчалик осон боради. Кобальт эса қотишманинг Кюри нуқтасини кучли даражада оширади. Шу сабабли қотишмага юқори температурада магнит майдони таъсир эттириш катта самара беради, чунки бундай ишлов берилган қотииша анизотроп магнит хоссаларга эга бўлиб қолади.
Пўлат магнитлар болғалаш, сўнгра юмшатиб, механик кесиб ишлаш йули билан тайёрланади, темир —;никель — алюминий қотишмаларини кесиб ишлаш мумкин бўлмайди, шунинг учун магнит бу қотишмалардан қуйиш ёки кукун металлургияси усулида тайёрланиб, сўнгра силлиқланади.
Сунгги йилларда магнит жихатидан қаттиқ қотишмалар сохасида катта ютуқлар қўлга киритилди. Магнит энергияси катталиги худди ўзидек электромагнитникидан катта қотишма хосил қилиш мумкинлиги назарий жихатдан исботланган. Бундай доимий магнит синхрон генераторларда ва электр двигателларида ишлатилиши мумкин, бундай магнит ишлатилган генератор ёки электр двигатели анча пухта, енгил ва тежамли бўлади. Доимий магнитнинг юқори сифатли бўлиши авиация, атом энергетикаси, ракета техникаси, радиолакация, асбобсозлик ва бощқа сохалар учун нихоятда мухимдир.
Трактор ва автомобиллар учун анизотроп барий ферритдан [темир (II)-оксид билан барий оксид асосида] магнит майдонида прессланган арзон ва
кучли магнитлар ишлатилади. Бундай магнитларнинг максимал магнит энергияси 46080—54720 тл а/м. (3—3,8 млн. гс э) га, коэрцитив кучи 144 10— 176 103 а/м (1800 — 2 2 0 0 э) га, қолдиқ магнит 'индукцияси эса 0,32 —,38 тл (3200 — 3800 гс) га етади.
Марганец висмутид MnBi нинг жуда майин кукунидан прессланган магнитларнинг магнит хоссалари жуда юқори бўлади. Масалан, 16,6% марганец ва 83,35% висмутдан иборат кукунни магнит майдонида қиздириб туриб, кичиқроқ босим остида пресслаш йули билан тайёрланган қотишманинг коэрцитив кучи 272 103 а/м (3400 э), қолдиқ магнит индукцияси 0,43 тл (4300 гс), максимал магнит энергияси эса 115960 тл а/м (4,25 млн гс э) га тенг бўлади.
Сўнгги вақтларда доимий магнитлар тайёрлаш учун, текстураланган, кесиб ишланиши анча осон хилма-хил қотишмалар , масалан, викаллой деб аталадиган қотишмалар ишлаб чиқарилмоқда. Бундай викаллой турларидан бири 52% кобальт, 14% ванадий ва 3 4% темирдан иборат бўлиб, унинг коэрцитив кучи 4 104 а/м (500 э) га, қолдиқ магнит индукцияси эса 1 тл ( 10 000 гс) га яқин дир.