Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/46 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, обладающей высокой демпфирующей способностью, повышенной магнитной индукцией, низкой коэрцитивной силой, предназначенной для работы в условиях вибрации, умеренной коррозионно-активной среды в качестве материала магнитопроводов электрических машин и электротехнических устройств.

Известна электротехническая сталь состава, мас.% (не более): углерод 0,035: марганец и кремний 0,3; фосфор 0,02; сера 0,03; медь 0,3; железо остальное. Сталь имеет повышенный уровень магнитомягких свойств; при напряженности магнитного поля 500, 1000, 2500 А/м магнитная индукция имеет значения (Т) не менее соответственно 1. 32; 1.45; 1,54 и коэрцитивная сила не более 95 А/м.

Недостатком известной стали является невысокая демпфирующая способность - логарифмический декремент равен 1,5-2% при напряжении, соответствующем максимуму магнитомеханического затухания.

Известен также демпфирующий сплав железа состава, мае. %: алюминий 1 -8; хром 2-30; углерод ,02; железо остальное.

Недостатком сплава является недостаточно высокие характеристики магнитомягких свойств. Так, например, для сплава, содержащего, %: железо 11; хром 2; алюминий 0,02, углерод при напряженности поля 500, 1000, 2500 А/м магнитная индукция (Т) составляет соответственно 0,82; 1,14; 1,38; а коэрцитивная сила 176 А/м.

Известен также магнитомягкий сплав железа состава, мае. %: углерод 0,1; кремний 10,01-5 одного или нескольких компонентов: алюминий 0,1-3; хром 0,1-3: ванадий 0,1-2; молибден 0.1-2; марганец 0,1-3; титан 0,1- 3; никель 0,1-5; железо остальное.

Недостатками сплава являются недостаточно высокие демпфирующая способность, магнитная индукция, а также повышенная коэрцитивная сила.

Целью изобретения является повышение демпфирующей способности, магнит Jr

f

зэжЙ

ной индукции, а также снижение коэрцитивной силы сплава железо.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь содержит углерод, хром, ванадий, кремний, алюминий, молибден, никель, марганец, железо и дополнительно медь, серу, фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,003-0,08

Хром1,2-12,2

Кремний0.03-1,82

Алюминий1,3-8,6

Ванадий0.001-5,5

Молибден0.001-2,5

Никель0.005-3,2

Марганец0,05-0,31

Медь0.005-0,36

Сера0,005-0,03

Фосфор0,005-0,03

ЖелезоОстальное

Более низкое по сравнению с известным сплавом содержание кремния, что приводит к устранению явления упорядочения, обеспечивает более высокое демпфирование стали. Более высокое содержание хрома, ванадия, молибдена, замыкающих у-область в их сплавах с железом, ведет к повышению демпфирования, сильно не изменяя при этом магнитные свойства. Более низкое содержание марганца, сильно снижающего температурный интервал Ai-Аз и тем самым точку Кюри, позволяет повысить демпфирование и улучшить магнитомягкие свойства. Отсуствие титана позволяет избежать дисперсионного твердения, которое присуще комбинации хром-никель-титан в малоуглеродистых сталях, Дисперсионное твердение ведет к ухудшению демпфирующих и магнитомягких свойств. Более низкое содержание никеля выбрано по этой же причине. Более высокое содержание алюминия способствует улучшению магнитомягких свойств.

Наличие в предлагаемой стали меди, серы, фосфора объясняется их постоянным присутствием в шихтовом железе, Содержание серы и фосфора ограничивается технологически возможными низкими значениями, поскольку эти компоненты ухудшают демпфирующие и магнитомягкие свойства.

Сталь выплавляют в индукционной печи, затем подвергают ковке. Демпфирующую способность определяют методом затухающих крутильных колебаний по логарифмическому декременту дпри напряжении, соответствующем максимуму

магнитомеханического затухания. Магнитную индукцию В и коэрцитивную силу Не определяют баллистическим методом. Значения напряженности магнитного поля Н при определении магнитной индукции составляют 500, 1000, 2500 А/м.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что демпфирующая способность, магнитная индукция выше и

коэрцитивная сила ниже у предлагаемой стали (составы 2-4), чем у известной (состав 6). Выход по содержанию компонентов за указанные пределы (составы 1 и 5) ведет или к более низкой демпфирующей способности

(состав 1) или к более худшим значениям демпфирующих и магнитомягких свойств (состав 5) по сравнению с известной.

Более высокий комплекс демпфирующих и магнитомягких свойств предлагаемой

стали по сравнению с известной позволит улучшить функциональные характеристики электротехнических изделий, а также повысить их надежность, работоспособность и конкурентоспособность при работе в условиях динамического нагружения.

Формул а изобретения

Сталь, содержащая углерод. хром,-крем- ний, алюминий, ванадий, молибден, никель, марганец, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения демпфирующей способности/магнитной индукции и снижения коэрцитивной силы, она дополнительно содержит медь, серу, фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,003-0,08

Хром1,2-12,2

Кремний0,03-1,82

Алюминий1,3-8,6

Ванадий0,001-5,50

Молибден0,001-2,50

Никель0,005-3,20

Марганец0,05-0,31

Медь0,005-0,36

Сера0,005-0,03

Фосфор0,005-0,03

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к металлургии, в частности к магнитной демпфирующей стали, предназначенной в качестве материала магнитопроводов электрических машин и электротехнических устройств для работы в условиях вибрации. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,003-0,08; хром 1,2-12,2; кремний 0,03-1,82; алюминий 1,3-8,6; ванадий 0,001-5,5; молибден 0.001-2,5; никель 0,005-3,2; марганец 0,05-0,31; медь 0,005- 0,36; сера 0,005-0,03; фосфор 0,005-0,03; железо остальное. 1 табл.