Сталь

 

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.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК и (! 9) {31) (st)s С 22 С 38/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837100/02 (22) 03.05.90 (4.6) 07.03.92. Бюл. 3Ф 9 (71) Кировский политехнический институт (72) А.И. Скворцов, С.А, Сюэев, В.М. Кондратов, Б.А, Потехин и О.А. Хоменко (53) 669.14.018.58-194(088.8) (56) Заявка Японии ЬЬ 62 — 161943, кл. С 22 С 38/50, 1987. (54) СТАЛ Ь (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к магнитной демпфирующей

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. ((нHе e б6о0л еeеe)): 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 Щ 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, стали, предназначенной в качестве материала магнитопроводов электрических маши и электротехнических устройств для работы в условиях вибрации. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас, g,: 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.

Известен также демпфирующий сплав железа состава, мас. 7; алюминий 1 — 8: хром

2 — 30; углерод,02; железо остальное.

Недостатком сплава является недостаточно высокие характеристики магнитомягких свойств, Так, например, для сплава, содержащего, 7: 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, мас. : 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, магнит1717666 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. ф,.

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

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

y 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 А — 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 тверрение 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 впредлагаемой 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 д при напряжении, соответствующем максимуму

5 магнитомеханического затухания. Магнитную индукцию В и коэрцитивную силу Нс определяют баллистическим методом. Значения напряженности магнитного поля Н при определении магнитной индукции со10 ставляют 500, 1000, 2500 А/м.

Результаты испытаний приведены в таблице.

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

15 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

20 (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

25 стали по сравнению с известной позволит улучшить функциональные характеристики электротехнических изделий, а также повысить их надежность, работоспособность и конкурентоспособность при работе в усло30 виях динамического нагружения.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, хром, крем35 ний, алюминий, ванадий, молибден, никель, марганец, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения демпфирующей способности, магнитной индукции и снижения коэрцитивной силы, она дополнительно

40 содержит медь, серу, фосфор при следующем соотношении компонентов, мас. Д:

Углерод 0,003 — 0,08

Хром 1,2 — 12,2

Кремний 0,03 — 1,82

45 Алюминий 1,3-8,6

Ванадий 0,001 — 5,50

Молибден 0,001-2,50

Никель 0,005-3,20

Марганец 0,05 — 0,31

50 Медь 0,005 — 0,36

Сера 0,005 — 0,03

Фосфор 0,005 — 0,03

Железо Остальное

1717666 а

« а о сЧ ь а оо

M м

СО

1

1 !

Ю ь

Ю о

Г \

Ю

Ю м

Ю о

Ю м

Ю

Ю

-4

Ю а

Ю) о

СО

-з.

Ю а о сч .о ь OD СЧ

° « о м сч

«4.А

Г4 м а

>Л

М О о

° ° о

« сЧ

CV

° Ф

° ъО

Ю сч

1 1

1 (1 1

I «I 1

1 1

I 1

I V 1 - 1 м а

1 (7 г -л. сп

I—

1 X 1 I а с

1 б 1 с«X!Ю>сЧо аю

1 X t Ю I N LA а Ф

w«L а

2 t сч

1 0ъ I I

1 C(: X 1 (1 У. t- 1 1

x v

O1O>СО

1 СС X 1 O 1 N

I с>> Х I О 1

> Z Э 1 «- > «»

I t» + 1 I (X tL I I аl > а (Ч а сЧ о > о м о

I tQ ttt I O I в а

1 .. I

I 1

l I I М 1 О -4

1 1 Ю 01 сЧ - а

> 1

I «Ю 1 1

1 I (-.

I > б(>

1 1 1 f Q I > э (vo=

> о z I ! 1 1

1 1 1

1 1 I л

1 I (-б 1 1 1 I

1 о

1 1 I

Lt I («б I 1

K l 1

1 1 1 а а ю

1 m I с» о Г \

С > о о Ю

1- I

« сб, > o о ю

1 Q 1 — — — (> X 1 а а а с О О

1 C 1 1 О О О

X в

1 С I M > О О О

1 Х ID а о о

I I(i о "Сб

1 X 1 (о Г \

Z 1 б 1

I ((> 1 0 1 O о ю

I % I I а >

1 6> l 1 LA LA CO

1 С I > о о м

> о>,t. сб > x. (о о о ь

> 1 1

1 I a

1 I ь

1 I Л I Ь

I 1 «» (с

1 1 1 О

1 1- 1

1 1 1

t I 1 O

1 (О

О

I 1 Q I (Сб

1 f l

I (1 LA С> б 1 1

О

> «« I 1 С3 Сч ъС>

1 I 1 (I 1

1 м м -з. о сч

I «б (с ««

О - М СО СЛ

1 1 1

1 f I m сЧ о СО л

I 1 ti> 1 O

I 1» — 1

I I I сЧ м

1 I I Ч:>

>4

1 I О 1 О

1 1 м: м о о

1 I 1 О О СЧ СО ! 1 о о ю о

1 I

I I О О О О О

> 1 I I

l О !(> I(f 1

1 О б(> I- X (1 О I V С I N М

I

Ю 1

I

I а >

1

1 а 1

t

О I

Ш 1 1

Ю!

1 л

1

I 1

1 !

1 м !

1 (1

l

1!!

1 1

1

1 1

1

1

"О 1 (I

1 м. >

М 1

1 м (1

« (I сч 1 с

« t

° 1

Ю 1

° 1

1 м

1 (.Сб I

° — 1

1 о 1

LA 1 ь! о (1

I с> >.