Сплав на основе никеля

 

СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий кобйльт и марганец, отличающийся тем, что, с целью повьшения предела текучести, он имеет следующий состав, мас.%: Кобальт 1,5 - 6,0 Марганец 0,6 - 2,5 НикельОстальное

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

0„„735041 р 4 С 22 С 19/05

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ (21) 2706898/22-02, (22) 03.01.79 (46) 07.09.87. Бюл. В 33 (72) С.Г.Хаютин, Е.С.Шпичинецкий, И.В.Мещанинов, И.П.Голямина и Л.И.Ганева (53) 669.24-018.821 (088.8) (56) Clark С.А., J,Acoust Soc. Amer„

33, У 7, 1961.

Авраменко М.Д. и др. Акустический журнал, вып. I, т. 14, с.25, 1968.

Патент США В 3982973, кл. 148-32, опублик., 1976, (54) (57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий кобйтьт и марганец, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения предела текучести, он имеет следующий состав, мас.7.:

Кобальт 1,5 - 6,0

Марганец 0,6 — 2,5

Никель Остальное

735041

Изобретение относится к области металлургии и касается сплавов, используемых для изготовления магнитострикционных злектромеханических преобразователей.

Наиболее распространенным магнито-стрикционным материалом в настоящее время является технический никель

НП-2. Его магнитострикция относитель- 1р но низка и составляет в среднем—

35х 10

Известно, что из никеля высокой частоты можно получить ленту с большой магнитострикцией насыщЕния,, рав- 15 ной (15-50)х10 6. Недостатком никеля и технического, и высокочистого является относительно низкий коэффициент электромеханической связи К=

=0,25-0,30. 20

Известен сплав никеля с 4,57 кобальта, обладающий повышенным коэффициентом К=0,40-0,45.

Лента из данного сплава может иметь (в зависимости от кристалличес- 25 кой текстуры) магнитострикцию от -35 до 45х10 . Недостатком сплава ни-6 кель — кобальт, как и чистого никеля, являются низкие механические свойства, в частности, малая величина пре- 30 дела текучести, что ограничивает допустимую амплитуду колебаний и, соответственно, мощность преобразователя, изготовленного из этого сплава. Дру-. гим недостатком сплава никель — ко-- 35 балы является относительно низкое электросопротивление, что приводит к большим потерям на вихревые токи.

Известен также сплав на основе никеля никоси11, содержащий, 7: Со 4p

3,.5-4,5 и Si 1,3-2,0, у которого величина к также около 0,40, однако, магнитострикция не превьппает 25х х10

Следует отметить, что большая ве- 45 личина магнитострикции лент из чистого никеля и сплава никель 47-кобальта обеспечивается кубической текстурой отожженной ленты. При этом одновременно достигается минимальная 50 скорость звука в ленте. Применяемый в в настоящее время для магнитострикторов никель технической чистоты, а также сплав "никоси" и ряд других сплавов не могут быть получены с достаточно сильной текстурой, чем объясняется их малая магнитострикция и большая скорость звука. Это приводит к увеличению габаритов звуковых и ультразвуковых преобразователей и снижению их мощности.

Известен сплав, содержащий,. 7, марганец 3-27, кобальт до 20 и никель 65-96. Один из составов (наиболее близкий к заявляемому), Х: марганец 3, кобальт 1, никель — остальное. Согласиo нашим измерениям этот сплав имеет коэффициент электромеханической связи около 0,32, и магнитострикцию не более -40 х 10, т.е. не имеет заметных преимуществ перед никелем, Другие составы согласно указанному патенту имеют еще более низкие магнитострикционные свойства.

Наиболее близким по составу и достигаемому эффекту является сплав, содержащий 2-30 х 10 . серы, до .67

Со, до О, 17 С и О, 1-0 5Х Мп никельостальное. В патенте описан способ получения из данного сплава ленты с кубической текстурой. Из числа сплавов, указанных в этом патенте, оптимальными свойствами обладает сплав с 47 Со и 0,5Х Мп. Его магнитострикция при кубической текстуре около -45x10 коэффициент электромеха-6 нической связи 0,42. Недостатком сплава являются низкие механические свойства: его предел текучести не превышает 7 кг/мм .

Целью настоящего изобретения является повышение предела текучести магнитострикционного материала на основе никеля при сохранении у него высоких значений магнитострикции и коэффициента электромеханической связи.

Для осуществления этой цели разработан магнитострикционный сплав на основе никеля, содержащий марганец ,и кобальт, в котором указанные компоненты взяты в следующих соотношениях, мас,Х:

Кобальт 1, 5-6

Марганец 0,6-2,5

Никель Остальное

Нижние и верхние пределы концентрации легирующих элементов выбраны, исходя из величин энергии магнитной кристаллической анизотропии, которая определяет коэффициент связи. Кроме того, нижняя граница концентраций обусловлена влиянием легирования на механические свойства.

Сравнительные свойства известных и заявляемого сплава приведены в таблице

735041

Свойства никелевых сплавов для магнитострикторов

Электросопротивление, мкОм-см

Коэффициент электКонстанта анизоСкорость звука, умноженная на

103 м/с

Предел текучести, кгс/мм2

ИагнитоСплав стрикция насьпцения, умноженная на 10 тропин, умноженная на 10, Эрг/см ромеханической связи

Никель +

+4XCo+

+0,5ХМп (прототип) -(45-48) (текстурованный) 41 042 70

10,5

Никель +

+3,5Со+

+ 1ЖИп

4,0 0,45 9,5

-48

Никель +

+6XCo+

+2,5Мп

-42

41 038 12

Никель +

+1, 5XCo+

+0,6XNn

-49

41 035 80

10,8

ВНИИПИ Заказ 4059 Тираж 604 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, сплав оптимального состава 1Ф 7 имеет высокую 35 магнитострикцию -48х10, достаточно большие значения коэффициента связи.

0,45, а также повьппенные значения предела текучести 9,5 кг/мм и электросопротивления 12 0 мкОм см.

Заявляемый сплав может быть использован в преобразователях, работающих на относительно низкой частоте

1 кГц, когда необходима повышенная усталостная прочность при максималь- 45 ной амплитуде колебаний, причем поте-, ри на вихревые токи не играют существенной роли.

Заявляемый сплав также предназначен для изготовления магнитострикци- 50 онных низкочастотных излучателей взамен применяемых в настоящее время никеля и пермендюра. Известные никелевые магнитострикционные сплавы не позволяют заменить пермендюр. Последний при высоких акустических свойствах имеет важные недостатки, ограничивающие его применение — хрупкость, низкая коррозионная стойкость, особенно в морской воде, нестабильность акустических свойств и большое содержание дефицитного и дорогостоящего кобальта (около 50X).

Более низкое значение скорости распространения звука в предлагаемом сплаве позволяет изготавливать из него акустические преобразователи со средним расходом материала на 10-15Х меньшим в сравнении с аналогичными преобразователями, изготовленными из технического никеля.