PL57743B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.YII.1969 57743 KI. 40 b, 39/40 MKP C 22 c m\^ o UKD 669.15'24 — — 194 Twórca wynalazku: mgr inz. Jan Groyecki Wlasciciel patentu: Instytut Metalurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica, Gliwice (Polska) Sposób wytwarzania magnetycznie miekkiego stopu o prostokatnym obiegu histerezy Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia stopu zelaza z niklem o zawartosci okolo 50% Ni z dodatkiem okolo 2Vo molibdenu lub bez tego dodatku, charakteryzujacego sie zblizonym do pro¬ stokatnego obiegiem histerezy, w którym ten ksztalt obiegu histerezy jest wynikiem obecnosci w stopie tekstury szesciennej tak zwanej kostkowej.Z licznych badan przeprowadzonych na prze¬ strzeni ostatnich kilkudziesieciu lat wynika, ze niektóre metale i stopy o plaskocentrycznej sze¬ sciennej sieci krystalograficznej, a miedzy nimi równiez stopy zelaza z niklem w szerokim zakresie zawartosci obu skladników, wykazuja tendencje do tworzenia, po silnym zgniocie, tekstury rekry¬ stalizacji, w której krystality sa ulozone plaszczyz¬ na (100) równolegle do plaszczyzny walcowania oraz kierunkiem [001] zgodnie z kierunkiem wal¬ cowania, czyli tak zwanej tekstury szesciennej lub kostkowej. W stopach zelaza z niklem o zawartosci od okolo 40 do okolo 60Vo Ni kierunek [001] jest kierunkiem latwego magnesowania krysztalu, a tekstura szescienna jest magnetycznie bardzo korzystna i prowadzi do powstania prostokatnego obiegu histerezy. Stop o zawartosci okolo 50°/o Ni jest najkorzystniejszy, gdyz posiada najwieksza sposród stopów FeNi indukcje nasycenia oraz naj¬ wieksza elektryczna opornosc wlasciwa, która mozna jeszcze zwiekszyc dodatkiem molibdenu.Po silnym zgniocie, przekraczajacym 90l9/o, stop FeNi 50 uzyskuje ostra teksture walcowania, w 10 20 25 30 2 której jako glówne wystepuja orientacje (110) [112] i (112) [111]. Rekrystalizacja zgniecionego materia¬ lu rozpoczyna sie juz przy temperaturze okolo 500°C i prowadzi do powstania tekstury (100) [001], obok której wystepuja poczatkowo równiez inne orientacje w niewielkim natezeniu. Te uboczne orientacje, w miare wzrostu temperatury wyzarza¬ nia, stopniowo zanikaja a doskonalosc tekstury kostkowej wzrasta, przy czym poprawiaja sie jed¬ noczesnie wlasnosci magnetyczne i zwieksza sie prostokatnosc obiegu histerezy. Przy dalszym jed¬ nak wzroscie temperatury, zazwyczaj przy okolo 1100°C, wystepuje tak zwana wtórna rekrystaliza¬ cja, która jest zjawiskiem wysoce niepozadanym, w jej wyniku bowiem zanika tekstura kostkowa, a powstajace duze ziarna maja niekorzystna orien¬ tacje krystalograficzna, co pogarsza w zasadniczy sposób najwazniejsza ceche stopu, to jest prosto¬ katnosc jego obiegu histerezy.Zauwazono, ze istnieje zaleznosc pomiedzy wiel¬ koscia ziarna przed walcowaniem na zimno, wiel¬ koscia zgniotu na zimno oraz doskonaloscia tek¬ stury rekrystalizacji, od której zalezy z kolei pro¬ stokatnosc obiegu histerezy. Doskonalosc tekstury i prostokatnosc obiegu histerezy sa tym wieksze im mniejsze ziarno posiada stop przed walcowa¬ niem na zimno oraz im silniejszemu zgniotowi podda sie material w czasie walcowania na zimno.Im wieksze zas ziarno wyjsciowe, tym wiekszy na¬ lezy stosowac zgniot aby uzyskac po rekrystaliza- 577433 cji ostra teksture kostkowa. Stwierdzono jednak, ze istnieje pewna graniczna, wielkosc ziarna, po¬ wyzej której pomimo stosowania maksymalnego osiaganego zgniotu nie uzyskuje sie ostrej tekstu¬ ry kostkowej.Wiadomo ogólnie, ze zanieczyszczenia glównie C, S, O, N, wplywaja niekorzystnie na wlasnosci magnetyczne stopów magnetycznie miekkich. Ist¬ nieja równiez poglady, ze domieszki 'te utrudniaja uzyskanie ostrej tekstury. Wynika stad daznosc do osiagniecia maksymalnej czystosci chemicznej takze przy wytwarzaniu teksturowego stopu zela¬ za zawierajacego wagowo okolo 50'Vo Fe i 50°/o Ni.W tym celu stosuje sie rózne srodki, poczawszy od dobierania materialów wsadowych duzej czystosci, poprzez wytapianie w prózni, obróbke cieplna ra¬ finujaca w atmosferze wodoru i tym podobne.Wytapiany w prózni lub uzyskany przez spieka¬ nie bardzo czystych proszków metali stop o za¬ wartosci wagowej po okolo 50Vo zelaza i 50°/o ni¬ klu, czesto z dodatkiem okolo 2% molibdenu prze¬ rabia sie plastycznie na goraco, wyzarza zazwy¬ czaj w atmosferze redukujacej a nastepnie walcuje na zimno ze zgniotem wynoszacym 96—98'Vo. Kon¬ cowa grubosc tasmy moze byc rózna, zwykle jed¬ nak stosuje sie grubosc 0,05 mm lub mniejsza.Stop duzej czystosci pozwala uzyskac dobre wla¬ snosci magnetyczne, wykazuje jednak duza sklon¬ nosc do rozrostu ziarn oraz do rekrystalizacji wtórnej, co w praktyce nastrecza powazne trud¬ nosci. Wszelkie zabiegi cieplne przed walcowaniem na zimno musza byc szczególnie starannie kontro¬ lowane, gdyz nawet niewielkie przekroczenie do¬ puszczalnej temperatury nagrzewania prowadzi do powstania duzego ziarna utrudniajacego, lub wrecz uniemozliwiajacego uzyskanie w gotowym wyrobie ostrej tekstury kostkowej. W stopie takim wyste¬ puje takze bardzo latwo rekrystalizacja wtórna, niejednokrotnie juz przy niskiej temperaturze wy¬ zarzania koncowego, przy czym temperatura ta zmienia sie od wytopu do wytopu.Dlatego tez kazdy wytop trzeba traktowac indy¬ widualnie i dobierac dla niego, droga prób, opty¬ malna temperature koncowej obróbki cieplnej, co jest w praktyce bardzo klopotliwe. Latwo równiez wystepuje tak zwana wymuszona rekrystalizacja wtórna, która moze byc spowodowana nierówno¬ miernym zgniotem w pewnych miejscach materia¬ lu, co zdarza sie na przyklad przy pofalowaniu brzegów tasmy w czasie walcowania, przy niewiel¬ kim nawet zagieciu brzegów tasmy w czasie obci¬ nania brzegów itp. a czego trudno uniknac przy stosowanej z reguly malej grubosci tasmy.Sposób wedlug wynalazku polega na wprowa¬ dzeniu do stopu jednej lub kilku domieszek, które tworzac drobnodyspersyjne wydzielenia obcej fazy o duzej trwalosci hamuja rozrost ziarn az do wy¬ sokich temperatur i dzieki temu pozwalaja unik¬ nac wyzej opisanych niedogodnosci. Domieszki wprowadza sie w ilosci tak malej, ze nie powoduja one jeszcze wyraznego obnizenia przenikalnosci i wzrostu koercji, wystarczajacej jednak aby otrzymac drobnoziarnista strukture przed walco¬ waniem na zimno, niezaleznie od warunków prze- 4 róbki plastycznej na goraco oraz, aby przez stabi¬ lizacje tekstury kostkowej uniknac wystepowania rekrystalizacji wtórnej nawet przy bardzo wyso¬ kiej temperaturze obróbki cieplnej koncowej. 5 Znacznie trudniej wystepuje równiez w obecnosci tych domieszek wymuszona rekrystalizacja wtórna, co daje duza swobode przy przeróbce materialu.Jako domieszki stosuje sie czyste drobnodysper¬ syjne tlenki jak na przyklad MgO lub A1203 lub io tez dodatki metaliczne jak na przyklad Al, Ti, które reagujac z gazami zawartymi w stopie lub wprowadzonymi do stopu droga dyfuzji, tworza wydzielenia obcej fazy o duzej trwalosci.Wykorzystujac jedna z mozliwosci jakie daje 15 sposób wedlug wynalazku, a mianowicie dodajac do otrzymanego przez spiekanie proszków metali stopu zawierajacego wagowo okolo 50°/o Fe i 50% Ni drobnodyspersyjny tlenek magnezu w ilosci 0,05lCVo wagowych, uzyskano po walcowaniu na go- 20 raco wielkosc ziarna pieciokrotnie mniejsza niz w stopie bez tego dodatku.Po typowej przeróbce stop z dodatkiem MgO posiadal nastepujace wlasnosci: ^max= 47 700 Gs/Oe; He = 0,16 Oe; Br = 14 580 Gs, wspólczynnik pro- stokatnosci obiegu histerezy okreslony stosunkiem Br = 0,93, przy czym prostokatnosc obiegu histe¬ rio rezy byla praktycznie stala w szerokim zakresie temperatur obróbki cieplnej koncowej, zas rekry¬ stalizacja wtórna nie wystapila nawet po wyza¬ rzeniu przy temperaturze 1300°C w czasie 960 mi¬ nut. W stopie bez dodatków, po analogicznej prze¬ róbce wlasnosci byly nastepujace: 35 umax = 40 000 Gs/Oe, He = 0,17 Oe; Br = 13 300 Gs; Br — - 0,85. 40 Podobnie korzystne wyniki jak przy dodatku MgO uzyskano stosujac inne wymienione wyzej domieszki. 45 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania magnetycznie miekkiego stopu zelaza z niklem zawierajacego wagowo 50 od 40 do 60% Ni i od 0 do 3°/o Mo, w którym zblizony do prostokatnego ksztalt obiegu histe¬ rezy uzyskuje sie przez walcowanie na zimno z duzym zgniotem i nastepna rekrystalizacja, znamienny tym, ze w celu zmniejszenia wrazli- 55 wosci stopu na warunki przeróbki i poprawie¬ nia prostokatnosci obiegu histerezy do stopu wprowadza sie w postaci drobnodyspersyjnej jeden lub kilka tlenków, jak na przyklad MgO, A1203 w lacznej ilosci nie przekraczajacej 0,15°/o 60 wagowych stopu.
2. 2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w celu zmniejszenia wrazliwosci stopu na warunki przeróbki i poprawienia prostokat¬ nosci obiegu histerezy do stopu wprowadza sie 65 jedna lub kilka domieszek metalicznych, na57743 przyklad Al, Ti w lacznej ilosci nie przekracza¬ jacej 0,25'Vo wagowych stopu, które reagujac z tlenem i azotem zawartym w stopie tworza trwale, drobnodyspersyjne wtracenia obcej fazy, hamujace rozrost ziarn.
3. 3. 6 Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze w celu ulatwienia tworzenia sie niezbednej ilosci trwalych wtracen, stop wyzarza sie przez krótki czas w atmosferze lekko utleniajacej zawiera¬ jacej duzy udzial azotu. PL