Сплав 35НКХСП

Сплав 35НКХСП — прецизионный магнитно-мягкий сплав системы Fe–Ni–Co, регламентированный ГОСТ 10994-74 («Сплавы прецизионные. Марки», Группа I). Не является сталью. Суффикс «П» в марке указывает, что сплав прошёл термомагнитную обработку, обеспечивающую прямоугольную петлю гистерезиса — это его главная функциональная особенность, определяющая круг применений.

По буквенно-цифровому коду марки: 35Н — среднее содержание никеля ~35%, К — кобальт, Х — хром, С — кремний, П — признак прямоугольной петли гистерезиса (термомагнитная обработка). Железо входит в состав как основа, его доля не выносится в наименование — такова система обозначений ГОСТ 10994-74 для прецизионных сплавов.

Важно: по примечанию к ГОСТ 10994-74 и ГОСТ 10160-75 сплав 35НКХСП не допускается к применению во вновь создаваемой и модернизируемой технике с 01.01.1991. Поставляется для ремонта и обслуживания действующего оборудования, изготовленного по ранее выданным техническим условиям.

Что такое магнитно-мягкий прецизионный сплав

Магнитно-мягкие сплавы — ферромагнитные материалы с малой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью: они легко намагничиваются при слабом внешнем поле и так же легко размагничиваются при его снятии. Это принципиально отличает их от магнитно-твёрдых (постоянных) магнитов. Прецизионность означает узкие пределы химического состава, специальную технологию выплавки и обязательную термообработку для достижения заданных магнитных характеристик.

Сплавы с прямоугольной петлёй гистерезиса (ППГ) — особая подгруппа магнитно-мягких материалов. Их петля гистерезиса приближается по форме к прямоугольнику: коэффициент прямоугольности (Br/Bmax) ≥ 0,80. Это означает, что сердечник из такого материала имеет два чётко выраженных устойчивых магнитных состояния, между которыми происходит резкое переключение. Именно это свойство использует 35НКХСП.

Химический состав по ГОСТ 10994-74

Нормативный химический состав сплава 35НКХСП установлен таблицей 1 ГОСТ 10994-74 (Группа I, магнитно-мягкие сплавы).

Элемент	Содержание, %
Никель (Ni)	35,0 – 37,0
Кобальт (Co)	27,0 – 29,0
Железо (Fe)	Остальное (~29,9 – 35,1)
Хром (Cr)	1,8 – 2,2
Кремний (Si)	0,8 – 1,2
Марганец (Mn)	0,3 – 0,6
Углерод (C)	не более 0,03
Сера (S)	не более 0,02
Фосфор (P)	не более 0,02

Молибден, медь и другие элементы не регламентируются — их доли обозначены в ГОСТ прочерком. Для группы I (магнитно-мягкие) химический состав является факультативным при соответствии готовой металлопродукции нормам магнитных свойств согласно технической документации.

Магнитные свойства и характеристика сплава

Определяющие функциональные свойства 35НКХСП — анизотропия магнитных свойств и прямоугольная петля гистерезиса. Эти характеристики формируются в результате термомагнитной обработки и холодной прокатки с заданной текстурой, а не определяются одним лишь химическим составом.

Сплав относится к подгруппе «ленточных» прецизионных сплавов — основная форма поставки и применения именно тонкая холоднокатаная лента. При намагничивании в продольном направлении ленты сплав проявляет выраженную магнитную анизотропию: в направлении лёгкого намагничивания петля гистерезиса близка к прямоугольной, в поперечном — существенно иная.

Нормы магнитных свойств и методы их контроля установлены ГОСТ 10160-75 («Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия»). Конкретные значения коэрцитивной силы, остаточной индукции и коэффициента прямоугольности задаются в технической документации на металлопродукцию. Кривые намагничивания 35НКХСП для толщин ленты 0,05 мм в диапазоне частот 0–10 000 Гц приведены в ГОСТ 10160-75 (черт. 29).

Для каких устройств применяют сплав 35НКХСП

Область применения определена приложением к ГОСТ 10994-74: сердечники магнитных усилителей, коммутирующих дросселей и выпрямительных установок. Все эти устройства объединяет одно: рабочий режим основан на переключении сердечника между двумя устойчивыми состояниями намагниченности, что и обеспечивает прямоугольная петля гистерезиса.

Из 35НКХСП изготавливают навивные тороидальные сердечники из тонкой ленты. Применение в современных разработках — начиная с 1991 года — ограничено нормативно; актуальные аналоги из той же группы (например, 50НХС) или новые сплавы-замены используются в современных схемах.

Нормативные документы

Сплав 35НКХСП регламентирован двумя межгосударственными стандартами:

• ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки» — устанавливает химический состав, систему обозначений марок, классификацию прецизионных сплавов по основным свойствам.
• ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия» — регламентирует нормы магнитных свойств, виды и размеры полуфабрикатов, режимы термической обработки, методы испытаний.

Формы поставки и термическая обработка

Основная форма поставки сплава 35НКХСП — тонкая холоднокатаная лента. Типичные толщины, предусмотренные ГОСТ 10160-75: 0,05 мм и менее (для высокочастотных применений). Для достижения нормативных магнитных свойств лента подлежит финальному отжигу в контролируемой атмосфере или вакууме.

ГОСТ 10160-75 допускает совмещение отжига с отпуском в продольном магнитном поле для марок 34НКМП, 35НКХСП, 40НКМП и 68НМП — это стандартный способ получения прямоугольной петли гистерезиса. После отжига готовые сердечники не должны подвергаться ударам, изгибам, шлифовке и другим механическим воздействиям, так как это необратимо ухудшает магнитные свойства.

Подробнее об ассортименте прецизионных магнитно-мягких сплавов, доступных к поставке, — в разделе прецизионные сплавы.