Сплав ЮНТС

Сплав ЮНТС — литой магнитотвёрдый прецизионный сплав на основе железа системы Fe–Ni–Al–Ti–Si. Предназначен для изготовления постоянных магнитов. Химический состав и магнитные свойства нормированы ГОСТ 17809-72 «Материалы магнитотвёрдые литые. Марки».

Расшифровка обозначения и место в классификации

Буквы в обозначении марки соответствуют легирующим элементам: Ю — алюминий, Н — никель, Т — титан, С — кремний. Железо как основа в обозначение не включается. Цифры в марке, если присутствуют, указывают процентное содержание соответствующего элемента.

ЮНТС относится к системе Fe–Ni–Al (ЮН-сплавы), не содержит кобальта и меди — в отличие от сплавов группы ЮНДК (Fe–Ni–Al–Co–Cu, альнико). Отсутствие кобальта определяет более низкие значения остаточной индукции и максимального энергетического произведения по сравнению с кобальтсодержащими марками, но одновременно — более высокую коэрцитивную силу для данной группы и меньшую стоимость.

По типу магнитной текстуры ЮНТС является изотропным сплавом: магнитные свойства одинаковы во всех направлениях. Анизотропные сплавы (ЮНДК, ЮНДКТ5 и другие) получают при направленной кристаллизации или термомагнитной обработке; они обеспечивают более высокий (BH)max, но требуют строгой ориентации в магнитной системе.

Зарубежные аналоги с аналогичным составом (высокое содержание Ni ~33%, отсутствие Co, легирование Ti и Si) в международной номенклатуре явно не выделены.

Подробный перечень прецизионных сплавов, поставляемых компанией, представлен в разделе прецизионные сплавы.

Химический состав по ГОСТ 17809-72

Элемент	Содержание, %
Алюминий (Ю)	13,0–16,0
Никель (Н)	32,0–35,0
Титан (Т)	0,4–0,5
Кремний (С)	1,0–1,5
Железо (Fe)	Остальное (~47–54)

Допускается легирование серой, церием и другими элементами в количестве до 1 % каждого при условии, что это не снижает магнитных параметров. В этом случае соответствующие буквы добавляются в конец обозначения марки.

Магнитные свойства

Изотропность и её практическое значение

Изотропные литые сплавы, к которым относится ЮНТС, уступают анизотропным по значению (BH)max, однако обладают рядом эксплуатационных преимуществ:

• однородность магнитных свойств по объёму отливки;
• нечувствительность к ориентации при сборке магнитной системы;
• высокая температурная стабильность;
• стойкость к воздействию радиационного излучения.

Нормируемые магнитные параметры по ГОСТ 17809-72 (табл. 2)

Параметр	Обозначение	Значение
Максимальное энергетическое произведение	(BH)max, кДж/м³	Не менее 8,0
Коэрцитивная сила по индукции	Hcb, кА/м	Не менее 58
Остаточная индукция	Br, Тл	Не менее 0,43

Все три параметра являются нижними границами — поставляемый материал может превышать указанные значения. Плотность сплава составляет около 6,9 г/см³.

Для сравнения: у кобальтсодержащего сплава ЮНДК (анизотропный) (BH)max = 36,0–44,0 кДж/м³, Hcb = 40–52 кА/м, Br = 1,11–1,25 Тл. ЮНТС за счёт более высокой Hcb лучше сопротивляется размагничивающим полям при работе в магнитных цепях с большим размагничивающим фактором.

Температурная стабильность

Сплавы системы Fe–Ni–Al сохраняют работоспособность при повышенных температурах. Максимальная рабочая температура постоянных магнитов на основе этой группы сплавов — около 550 °C. Это существенно превышает допустимые температуры для неодимовых магнитов (80–200 °C) и ферритовых магнитов (250–300 °C), что определяет применение ЮНТС в приборах, работающих в условиях нагрева.

Применение постоянных магнитов из сплава ЮНТС

Из сплава ЮНТС изготавливают постоянные магниты для:

• магнитных систем измерительных приборов (гальванометры, вольтметры, амперметры магнитоэлектрической системы);
• сейсмодатчиков и геофизических приборов;
• прецизионных электродвигателей постоянного тока и тахогенераторов;
• аппаратуры радиотехники, автоматики, электроники, где требуется стабильное постоянное магнитное поле;
• изделий специального назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах или в условиях радиационного воздействия.

Изотропная структура магнита позволяет изготавливать детали сложной формы без ограничений по направлению намагничивания.

Механическая обработка

Литые сплавы системы Fe–Ni–Al отличаются высокой твёрдостью и хрупкостью, лезвийная обработка резанием (точение, фрезерование) невозможна. Окончательное формообразование производится двумя методами:

• шлифование — основной метод доводки геометрических размеров отливки-заготовки до чертёжных;
• электроэрозионная резка — применяется для контурного профилирования и разрезки заготовок.

Из прецизионных Fe–Ni-сплавов смотрите также сплав 36Н (инвар) — материал с аномально низким коэффициентом теплового расширения для размерностабильных элементов.

Формы поставки

ЮНТС — литой сплав. Поставляется в виде отливок-заготовок различной геометрии (цилиндры, диски, прямоугольные блоки, кольца, подковы), а также в виде готовых постоянных магнитов после шлифовальной обработки. Размеры и конфигурация — по заявке заказчика.

Нормативный документ

Химический состав и нормируемые магнитные свойства сплава ЮНТС регламентированы ГОСТ 17809-72 «Материалы магнитотвёрдые литые. Марки» (с изменениями № 1–4, действующая редакция издания 2001 г.).