Сплав 68НМП

Сплав 68НМП — прецизионный железоникелевый магнитно-мягкий сплав с прямоугольной петлёй гистерезиса. Химический состав регламентирован ГОСТ 10994-74, технические условия на полуфабрикаты — ГОСТ 10160-75. По последнему 68НМП относится к группе 4: сплавы с прямоугольной петлёй гистерезиса и анизотропией магнитных свойств.

Буква «П» в обозначении марки указывает именно на прямоугольную петлю гистерезиса — это принципиальное отличие от смежной марки 68НМ, которая относится к группе 7 (высокая магнитная проницаемость при однополярном намагничивании) и применяется в других конструктивных решениях.

Альтернативные обозначения

Марка 68НМП встречается под следующими альтернативными обозначениями:

• ЭП271 — обозначение опытно-промышленной разработки, применялось в ранней документации;
• 68НМ — смежная марка той же основы, но с другими магнитными свойствами (без прямоугольной петли).

Цифра «68» в обозначении соответствует среднему содержанию никеля (в %) как основного легирующего элемента; «Н» — никель, «М» — молибден, «П» — прямоугольная петля гистерезиса. Железо является основой сплава, в обозначении марки не указывается.

Химический состав сплава 68НМП по ГОСТ 10994-74

Элемент	Содержание, % масс.
Железо (Fe)	Остальное (~27,3–31,1)
Никель (Ni)	67,0–69,0
Молибден (Mo)	1,5–2,5
Марганец (Mn)	0,4–0,8
Кремний (Si)	до 0,30
Углерод (C)	до 0,030
Сера (S)	до 0,020
Фосфор (P)	до 0,020

Молибден в составе повышает удельное электрическое сопротивление и начальную магнитную проницаемость, а также снижает чувствительность магнитных свойств к механическим напряжениям. Одновременно молибден несколько снижает индукцию насыщения по сравнению с бинарными сплавами Ni–Fe.

Магнитные свойства и особенность прямоугольной петли гистерезиса

Прямоугольная петля гистерезиса означает, что остаточная магнитная индукция Br близка к индукции насыщения Bs (коэффициент прямоугольности Br/Bs высокий). После снятия намагничивающего поля сплав сохраняет почти полное намагничивание. При воздействии поля противоположного направления перемагничивание происходит резко, скачком — это и есть функциональная основа применения в ключевых и импульсных устройствах.

Сплав 68НМП относится к низконикелевым пермаллоям (~68% Ni): у них индукция технического насыщения выше, чем у высоконикелевых (79НМ, 80НХС), но начальная магнитная проницаемость ниже. Для задач, где требуется именно прямоугольная петля при относительно высокой индукции, 68НМП превосходит высоконикелевые аналоги.

Магниторезистивный эффект (изменение электрического сопротивления под действием магнитного поля) для пермаллоев составляет до 4% в зависимости от направления и напряжённости поля.

Физические и механические свойства

Свойство	Значение (отожжённое состояние)	Значение (нагартованное состояние)
Плотность, кг/м³	~8 400	~8 400
Удельное электрическое сопротивление, нОм·м	~450	~450
Предел прочности σв, МПа	~490–550	~880–930
Предел текучести σт, МПа	~145	—
Относительное удлинение δ5, %	~45–50	~3
Твёрдость HB	~120	~220–250

Большой разброс механических свойств между отожжённым и нагартованным состоянием типичен для пермаллоев: высокопластичный мягкий материал после отжига и твёрдый, прочный — после холодной деформации. Для реализации магнитных свойств изделия из 68НМП обязательно проходят отжиг у потребителя.

Сплав достаточно хорошо обрабатывается давлением в отожжённом состоянии и прокатывается в тонкую ленту. Коррозионная стойкость при нормальных условиях эксплуатации удовлетворительная, характерная для высоконикелевых железоникелевых сплавов.

Выплавка и поставка полуфабрикатов

Выплавку ведут из первичных шихтовых материалов в вакуумно-индукционных печах (класс II и III) или в открытых индукционных печах с контролем атмосферы (класс I). Полуфабрикаты — холоднокатаная лента, листы, прутки и проволока — согласно ГОСТ 10160-75 поставляются потребителю без термической обработки. Магнитные свойства обеспечивает отжиг, который проводит потребитель после изготовления магнитопровода или иного изделия.

Основная форма поставки — холоднокатаная лента толщиной 0,02–0,20 мм. Выпускаются также листы, горячекатаные и кованые прутки, проволока.

Термическая обработка для получения прямоугольной петли

Именно режим отжига формирует прямоугольную петлю гистерезиса у марки 68НМП. Стандартный высокотемпературный отжиг проводится при температуре около 1100 °C в вакууме или в чистом водороде с точкой росы не выше −40 °C. ГОСТ 10160-75 допускает повышение температуры до 1200 °C. Для предварительного улучшения обрабатываемости полуфабрикатов при механической обработке допускается также промежуточный отжиг при 800–900 °C.

Особенность 68НМП: при отжиге допускается совмещение с отпуском в продольном магнитном поле, что дополнительно усиливает прямоугольность петли за счёт создания магнитной текстуры в нужном направлении.

После отжига изделия нельзя подвергать ударам, изгибам, рихтовке, шлифовке или чрезмерному сдавливанию обмоткой — механические напряжения необратимо ухудшают магнитные свойства пермаллоев. Это ключевое технологическое ограничение при конструировании изделий.

Применение сплава 68НМП

Сплав 68НМП применяется прежде всего там, где требуется чёткая бистабильность намагниченного состояния и резкое перемагничивание — то есть в устройствах ключевого и импульсного типа:

• Импульсные трансформаторы — прямоугольная петля обеспечивает чёткий скачок намагничивания и малые потери в импульсном режиме;
• Трансформаторы статических преобразователей напряжения — стабильная работа при однополярном намагничивании;
• Магнитные усилители — управление мощностью по насыщению сердечника;
• Бесконтактные реле — использование порога перемагничивания как элемента логики;
• Сердечники дросселей и катушек индуктивности (Ш-образные, тороидальные) — в схемах, где нужна предсказуемая нелинейная характеристика;
• Магнитометрические датчики на основе AMR-эффекта — в тонкоплёночном исполнении, в измерительной и навигационной технике.

Подробнее о смежных магнитно-мягких прецизионных сплавах с другим соотношением никеля и молибдена читайте в разделе сплав 50НП. Весь ассортимент сплавов данного класса описан на странице сплав 68НМ (ЭП271, 68НМП).

Поставка сплава 68НМП

Компания осуществляет поставки сплава 68НМП в виде холоднокатаной ленты толщиной 0,02–0,20 мм, а также в других доступных формах проката — по заявке. Цены и условия поставки согласовываются индивидуально. Для уточнения наличия, технических требований и подбора нужного класса по ГОСТ 10160-75 — обращайтесь к специалистам компании.