Сплав 33Н2Х

Сплав 33Н2Х — прецизионный магнитно-мягкий железоникелевый сплав группы I по ГОСТ 10994-74. Основная регулируемая характеристика — высокая магнитная проницаемость и малая коэрцитивная сила в слабых полях, что определяет его применение в точном приборостроении, промышленной автоматике и измерительной технике.

Состав и классификация сплава 33Н2Х

По ГОСТ 10994-74 сплав 33Н2Х отнесён к группе I — магнитно-мягким прецизионным сплавам: материалам с высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой в слабых магнитных полях. Маркировка расшифровывается по стандартным правилам: число перед буквой — среднее содержание элемента в процентах; железо не указывается. Таким образом: 33 — никель (~33%), Х — хром (~2%); основа — железо.

Добавка хрома в Fe-Ni-систему вблизи инварной концентрации обеспечивает снижение магнитострикции и повышение стабильности магнитных характеристик при механических нагрузках, что важно для деталей датчиков и реле.

Химический состав сплава 33Н2Х по ГОСТ 10994-74:

Элемент	Содержание, % (масс.)
Железо (Fe)	65,2–67,0 (основа)
Никель (Ni)	32,5–34,5
Хром (Cr)	1,5–2,3
Марганец (Mn)	0,6–1,0
Кремний (Si)	не более 0,18
Углерод (C)	не более 0,05
Алюминий (Al)	не более 0,05
Медь (Cu)	не более 0,05
Магний (Mg)	не более 0,05
Сера (S)	не более 0,02
Фосфор (P)	не более 0,02

Содержание углерода строго ограничено (не более 0,05%), поскольку углерод изменяет параметры кристаллической решётки и ухудшает магнитные характеристики Fe-Ni-сплавов.

Физические и механические свойства сплава 33Н2Х

Свойства приведены для металлопроката в состоянии после отжига, если не указано иное.

Характеристика	Значение
Плотность	≈ 8,2 г/см³
Температура плавления	≈ 1450 °C
Предел прочности при растяжении (σв)	≥ 700 МПа
Предел текучести (σ0,2)	≈ 300 МПа
Относительное удлинение (δ)	25–30 %
Твёрдость	140–160 HB
Удельная теплоёмкость	≈ 460 Дж/(кг·К)
Удельное электрическое сопротивление	≈ 0,60 мкОм·м (600 нОм·м)

Высокое относительное удлинение (25–30%) обеспечивает хорошую технологичность при холодной прокатке, штамповке и вырубке. Сплав хорошо сваривается и паяется.

Магнитные свойства и их практическое значение

Ключевые параметры сплава 33Н2Х, регламентируемые для группы I ГОСТ 10994-74, — магнитная проницаемость (начальная и максимальная) и коэрцитивная сила. Конкретные значения этих параметров зависят от режима термической обработки: магнитного отжига в регламентированных условиях. Без правильного отжига получить расчётные магнитные характеристики невозможно — это критично при проектировании магнитных цепей.

Хром в составе сплава выполняет несколько функций: снижает магнитострикцию (деформацию образца под действием магнитного поля), повышает устойчивость магнитных свойств при механических напряжениях в детали, а также незначительно улучшает коррозионную стойкость по сравнению с бинарными Fe-Ni-сплавами близкого состава. По принципу действия сплав близок к группе пермаллоев, однако отличается более высоким содержанием железа и специфической ролью хрома. Подробнее о других прецизионных Fe-Ni-сплавах читайте на странице 32Н14К.

Термическая обработка для получения магнитных характеристик

Для сплавов группы I прецизионных магнитно-мягких сплавов режим отжига является технологически обязательным. Для Fe-Ni-Cr-сплавов близкого состава применяют отжиг в атмосфере водорода или в вакууме при температурах 900–1050 °C с последующим медленным охлаждением. Магнитный отжиг в поле (в направлении намагничивания детали) дополнительно формирует анизотропию и улучшает прямоугольность петли гистерезиса.

Холодная деформация (прокатка, вытяжка) существенно снижает магнитную проницаемость и повышает коэрцитивную силу. Поэтому детали из ленты или проволоки, прошедшие механическую обработку, перед сборкой подвергают повторному отжигу.

Применение в приборостроении и промышленной автоматике

Сплав 33Н2Х применяют там, где требуется надёжный отклик на малые изменения магнитного поля при ограниченных потерях на перемагничивание:

• Сердечники трансформаторов измерительных приборов, реле, дросселей малой мощности.
• Магнитные экраны чувствительных датчиков и схем, защита от внешних полей помех.
• Чувствительные элементы магнитоупругих датчиков усилия и давления (где важна низкая магнитострикция).
• Сердечники малогабаритных трансформаторов тока в системах управления и измерения.
• Детали магнитных муфт и реле в аппаратуре связи и автоматики.

В отличие от 36Н (инвар) — сплава группы III ГОСТ 10994-74, предназначенного прежде всего для конструкций с заданным ТКЛР, — 33Н2Х оптимизирован по магнитным параметрам и применяется в магнитных цепях.

Коррозионная стойкость

Сплав 33Н2Х не является коррозионностойким в полном смысле слова. В условиях повышенной влажности, при контакте с конденсатом и в промышленной атмосфере возможно образование ржавчины. Детали из сплава рекомендуется защищать лакокрасочными или гальваническими покрытиями, либо хранить в условиях, исключающих конденсацию влаги. В герметичных приборных блоках с инертным заполнением коррозия практически не проявляется.

Формы поставки и нормативные документы

Полуфабрикаты из сплава 33Н2Х поставляются в следующих формах:

Вид полуфабриката	Примечание
Лента холоднокатаная	Основная форма поставки для магнитных сердечников и экранов
Лист	Для вырубки и штамповки пластинчатых деталей
Пруток (круг)	Для изготовления деталей механической обработкой
Проволока	Для намоточных элементов и вспомогательных деталей
Полоса	Для шихтованных магнитопроводов

Нормативные документы:

• ГОСТ 10994-74 — Сплавы прецизионные. Марки. Устанавливает химический состав.
• ГОСТ 10160-75 — Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия на металлопрокат (листы, ленты, прутки, проволоку).

Точные допуски по размерам, состоянию поверхности и режиму термообработки уточняйте при оформлении заявки. Для заказа укажите марку, вид полуфабриката, размеры и необходимое состояние (отожжённое, нагартованное).