Высокие магнитные свойства у пермаллоя с содержанием 78,5% Ni вначале были получены в результате особой термической обратки (пермаллоевой), состоящей из двух этапов: нагрева до определенной температуры с последующей выдержкой и охлаждения с заданной скоростью.

Дальнейшие исследования показали, что двойную обработку для классического пермаллоя можно заменить одинарной, заключающейся в высокотемпературном отжиге при 1300° С в чистом сухом водороде и длительном отпуске при 400-500° С.

Из рис. 2.16 видно, что второй максимум для начальной проницаемости наблюдается у сплавов с содержанием 40-50% Ni. Эти сплавы обычно называют низконикелевыми в отличие от высоконикелевых с содержанием 70-80% Ni.

На основании данных табл. 2.6, в которой приведены некоторые свойства Бысоконикелевого (78,5% N1) и низконикелевого (50%) Ni) нелегированных пермаллоев в постоянных магнитных полях, можно сделать следующие выводы.

Магнитная проницаемость у высоконикелевых пермаллоев в несколько раз больше, чем у низконикелевых, и в несколько десятков раз больше, чем у электротехнических сталей; без термической обработки проницаемость у пермаллоев меньше, чем у технически чистого железа.

Индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев приблизительно в 2 раза меньше, чем у электротехнических сталей, и в 1,5 раза меньше, чем у низконикелевых.

Отсюда следует, что высоконикелевые пермаллои нецелесообразно применять в качестве материала для сердечников силовых трансформаторов и других устройств, для которых важно создание большого магнитного потока.

Удельное электрическое сопротивление у высоконикелевых пермаллоев в 2 раза меньше, чем у низконикелевых. Следовательно, в переменных магнитных полях, особенно при повышенных частотах, предпочтительнее использование низконикелевых пермаллоев. Термическая обработка высоконикелевых пермаллоев сложнее низконикелевых.

Кроме того, высоконикелевые пермаллои дороже низконикелевых из-за большого содержания никеля, а механические напряжения, чистота и состав сплава значительно сильнее влияют на магнитные свойства высоконикелевых пермаллоев по сравнению с низконикелевыми.

Большой диапазон изменения магнитных свойств, указанных в табл. 2.6, объясняется плохой воспроизводимостью характеристик пермаллоев.

Для улучшения электромагнитных свойств обе группы пермаллоев обычно легируют различными элементами.

Легирование молибденом обусловливает значительное увеличение удельного сопротивления, оказывает положительное влияние на значение начальной проницаемости и позволяет двойную термообработку заменить сравнительно простым отжигом. Кроме того.

наличие молибдена уменьшает чувствительность к деформации. Отрицательное действие молибдена проявляется в уменьшении индукции насыщения. Действие хрома в значительной CTeneHn аналогично действию молибдена.,, j

Медь способствует увеличению постоянства магнитной прони-даемости при изменении напряженности поля, улучшает температурную стабильность, а также повышает электрическое сопротивление. Сплавы с медью хорошо поддаются механической обработке.

Таблица 2.6. Свойства нелегированных высоконикелевого и низконикелевого пермаллоев

Для легирования пермаллоев применяют и некоторые другие элементы.

Создание Стандарта на промышленные марки пермаллоев связано с большими трудностями. Это объясняется плохой воспроизводимостью характеристик. Стандарт можно создавать лишь при высокой культуре производства сплавов.

В СССР принят ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнитомягкие», который распространяется на определенные типы прецизионных сплавов, отличающихся высоким уровнем специальных физических и физико-механических свойств, и в том числе на железоникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью.

По основным магнитным и электрическим свойствам пермаллои подразделяют на четыре группы.

Первая группа включает сплавы с наивысшей магнитной проницаемостью в слабых полях (рнач= 20 000-200 ООО, ртах= = 100 000-l ООО ООО). Сюда относятся высоконикелевые пермаллои с содержанием Ni от 70 до 85%, легированных молибденом (3,8- 4,1%), хромом (2,6-3,0%), кремнием (1,1-1,5%), ванадием (3,8- 4,2о/о), медью (4,8-5,2%). Все сплавы содержат в небольших количествах марганец (0,3-0,6%)-

Наиболее широко применяются следующие марки этой группы. Сплавы 79НМ, 80НХС с высокой начальной (20 000-50 000) и максимальной (100 000-300 000) проницаемостью рекомендуются для сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и магнитных экранов; при толщине 0,02 мм -для сердечников импульс-

НЫХ трансформаторов, магнитных усилителей и бесконтактных реле.

Сплав 81НМА отличается наивысшей магнитной проницаемостью в слабых постоянных и переменных полях. При Н= = 0,08 А/м р= 50 000-250 ООО. Очень важной для практического использования особенностью этого сплава является повышенная стабильность его .магнитных характеристик при механических напряжениях и повышенная прочность.

Сплав 83НФ отличает достаточно высокая температурная стабильность начальной магнитной проницаемости и небольшой коэффициент амплитудной нестабильности проницаемости в переменных полях до 0,1 А/м при частотах до 15 кГц.

Сплав 77НМД (ТУ 14-1-1708-76) * имеет пониженное отношение максимальной проницаемости к начальной (1,5-3,0). Из него изготавливают „сердечники в особо точных устройствах.

Сплав 76НХД (ТУ 14-1-2722-79) характеризуется повышенной температурной стабильностью свойств в интервале -60 ч- -1-60° С.

Сплав 72НМДХ (ТУ 14-1-2557-78) помимо достаточно высокой проницаемости в слабых полях (при Я=0,08 А/м и р=10 000) имеет низкую точку Кюри (100-120°С). Эта совокупность свойств обеспечивает изготовление из него высококачественных экранов и тепловых реле.

В сплаве 78Н (ТУ 14-1-309-72) сочетаются высокая магнитная проницаемость с низким электрически-м сопротивлением (р= = 0,16 мкОм-м).

Супермаллой обладает рекордными значениями максимальной магнитной проницаемости (ртах~1 000 000). Он имеет следующий состав: около 79% Ni, 5% Мо, 15% Fe и 0,5% Мп. В процессе производства супермаллой тщательно очищают от примесей, плавку ведут в индукционной печи в вакууме, разливку производят в атмосфере азота или гелия. Термообработка состоит из отжига при 1300° С в атмосфере чистого водорода и охлаждения с определенной скоростью, которая обеспечивает получение наивысших магнитных свойств. Отношение значений проницаемости супермаллоя и пермаллоя 79НМ составляет 5-10 в полях при 6=0,4-0,5 Тл. При индукции В = 0,74-0,8 Тл проницаемость супермаллоя резко понижается я становится меньше, чем проницаемость молибденового пермаллоя или железа. Магнитные свойства супермаллоя (средние данные): рнач=100 000; ртах=600 000-f-l 500 ООО; Яс= = 0,3 А/м, В.=0,79 Тл.

Вторая группа пермаллоев включает сплавы с высокой магнитной проницаемостью и повышенным удельным электрическим сопротивлением (рнач= 15006000, ртах= 15 ОООч-ЮО ООО, Bs=\,G -1,4 Тл, р=0,9-1,0 мкОм-м). Сюда относятся низконикелевые пермаллои (N1 = 384-51%), легированные хромом (3,8-4,2%,) и кремнием (1,1-3,2о/о).

* в скобках указаны ТУ, в соответствии с которыми выпускается данная марка.