Викаллой
| Викаллой | |
|---|---|
| Химический состав | |
| Тип сплава | |
| магнитно-твердый сплав |
Викаллой (англ. Vicalloy) — семейство высококоэрцитивных сплавов, применяющихся для постоянных магнитов и датчиков магнитного поля. В состав входит кобальт (52—54 %), ванадий (8—14 %) и железо. Относится к прецизионным сплавам.
Состав и марки
Викаллой I содержит около 10 % ванадия[1], лучшие свойства имеет после закалки с температуры свыше 800 °C и последующего отпуска при 600 °C. Коэрцитивная сила Hc до 300 э, остаточная индукция Br до 9000 гс, максимальная магнитная энергия (BH)max до 1,0×106 гс·э[2].
Викаллой II содержит 12—14 % ванадия и после закалки подвергается холодной деформации — прокатке или волочению — с большой степенью деформации, а затем отпуску при температуре около 600 °C. Достигаемые магнитные свойства зависят от вида материала, и растут с уменьшением сечения; свойства листов ниже, чем проволок.
Свойства в виде проволоки: Hc = 300—400 э, Br = 10000 гс, (BH)max = 2—3×106 гс·э[2].
Свойства в виде очень тонкой проволоки: Hc = 510 э, Br = 10000 гс, (BH)max = 3,5×106 гс·э[2].
Российские аналоги сплавов семейства - 52К10Ф, 52К11Ф, 52К12Ф и 52К13Ф; помимо основных элементов нормируется содержание примесей, в частности, углерода и марганца[3].
До отпуска викаллой поддается обработке резанием и штамповке, после отпуска имеет высокую прочность и твердость. Магнитные свойства могут быть дополнительно повышены термомеханической обработкой.
Эффект Виганда
Из-за пластической деформации при прокатке или волочении коэрцитивная сила внешнего слоя проволоки из сплавов викаллой значительно выше, чем у сердцевины, и на проволоке будет наблюдаться большой магнитный гистерезис: если к проволоке поднести магнит, внешняя оболочка с высокой коэрцитивной силой удерживает направление магнитно-мягкого внутреннего сердечника. Но если магнитное поле превысит заданный порог, вся проволока, как наружная оболочка, так и сердцевина, быстро меняют направление намагничивания. Это явление носит название эффект Виганда (открыт Джоном Вигандом в 1972 году), происходит за несколько микросекунд и влечет за собой скачкообразное кратковременное появление электрического тока. Эта особенность позволяет использовать такие сплавы в электромеханических устройствах и, в первую очередь, в разного рода бесконтактных датчиках, реагирующих на изменение магнитного поля.
Применение
Сплав используется для изготовления постоянных компактных магнитов. Сплавы марок 52К10Ф и 52К11Ф нашли применение для активной части гистерезисных двигателей[4].
Чувствительные элементы с использованием эффекта Виганда применяются в расходомерах, датчиках скорости, угла поворота и положения. Кроме того, одно из наиболее распространенных приложений этого элемента – системы считывания идентификационных карт (см. Виганд (интерфейс)). Преимущество таких датчиков – высокая чувствительность, отсутствие потребности в электропитании датчика и рабочий диапазон температур от -70 °C до +200 °C, что обусловило их широкое применение .
См. также
Примечания
- ↑ VICALLOY I: Magnetic Alloy // Alloy Digest (1965) 14 (2): Co-42 https://doi.org/10.31399/asm.ad.co0042
- 1 2 3 Физический энциклопедический словарь. Т. 1. / под ред. Б. А. Введенского, Б. М. Вула. — М.: Советская энциклопедия, 1960. — С. 268. — 664 с.
- ↑ ГОСТ 10994-74 Сплавы прецизионные. Марки
- ↑ Брусенцов Ю.А, Минаев А.М, Пручкин В.А, Тялина Л.Н. Исследование физических и технологических свойств порошкового сплава ЮН14 // Вестник Тамбовского государственного технического университета. — 2005. — Т. 11, вып. 3. — С. 731–737. — ISSN 0136-5835.