Сплавы железо-хром-кобальт

Сплавы железо – хром – кобальт — магнитотвёрдые деформируемые материалы для постоянных магнитов: 28Х10К, 25Х15К, 30Х23К, 23Х15К5ФА и другие марки ГОСТ 24897-81. В отличие от литых сплавов ЮНДК, они допускают горячую и холодную пластическую деформацию, поэтому магниты получают прокаткой и обработкой заготовок, а не только литьём и шлифованием. Изготавливаем магниты из сплавов железо – хром – кобальт по чертежам. Запросы на почту 5052082@mail.ru.

Расшифровка марок

• Х — хром, К — кобальт, Ф — ванадий, Б — ниобий, Д — медь, Т — титан;
• число перед буквой — средняя массовая доля элемента: 28Х10К — около 28 % хрома и 10 % кобальта;
• А в конце — магнитная анизотропия: магнит намагничивается вдоль заданной оси и на ней сильнее изотропного;
• состояние материала обозначают буквами Л — литой, ГК — горячекатаный, ХК — холоднокатаный, например: материал 28Х10К Л ГОСТ 24897-81.

Химический состав по ГОСТ 24897-81

Массовая доля, %, железо — остальное (таблица 1 в редакции изменения № 1):

Марка	Хром	Кобальт	Ванадий	Другие элементы
28Х10К, 28Х10КА	26,5–29,5	9,0–11,0	2,0–3,0	алюминий 0,2–0,4; титан 0,3–0,6
25Х15К, 25Х15КА	23,5–26,5	14,0–16,0	0,8–1,2	алюминий 0,8–1,2; кремний 0,3–0,8; ниобий 0,8–1,2
23Х15К5ФА	22,0–24,0	14,5–15,5	4,0–6,0	—
30Х23К, 30Х23КА	29,0–32,0	21,5–23,5	0,4–1,0	кремний 0,3–0,8; титан 0,3–0,8
22Х15КА	22,0–23,0	14,0–16,0	0,3–0,7	кремний 0,3–0,7; титан 0,8–1,2
23Х15КА	22,5–24,5	14,0–15,0	0,6–1,0	алюминий 0,8–1,2; ниобий 0,8–1,2
25Х12К2БА	24,5–26,5	11,5–13,5	—	ниобий 1,2–2,5
23Х14К3ФА	21,5–23,5	13,0–15,0	2,7–3,2	кремний 0,2–0,6
32Х12КДТ	31,0–33,0	11,0–12,0	—	титан 0,8–1,2; медь 1,5–2,0

Допускается легирование церием, цирконием, молибденом и другими элементами — не более 1 % каждого, без снижения магнитных параметров (изменение № 3).

Магнитные свойства

Нормы ГОСТ 24897-81 — не менее:

Марка	(BH)max, кДж/м³	HcB, кА/м	Br, Тл
28Х10К	7	20	0,8
28Х10КА	26	38	1,1
25Х15К	10	24	0,9
25Х15КА	32	40	1,2
23Х15К5ФА	38	42	1,25
30Х23К	12	50	0,75
30Х23КА	30	55	1,00
22Х15КА	56	47	1,5
23Х15КА	34	40	1,23
25Х12К2БА	35	40	1,25
23Х14К3ФА	36	41	1,27
32Х12КДТ	24	48	1,05

• Анизотропные марки (с буквой А) в 2,5–4 раза превосходят изотропные по (BH)max. Самая высокая энергия — у 22Х15КА: 56 кДж/м³ при остаточной индукции 1,5 Тл.
• Наибольшая коэрцитивная сила — у сплавов с 30 % хрома и 23 % кобальта: 30Х23КА — 55 кА/м.

Стабильность во времени и при нагреве

Справочные данные ГОСТ 24897-81 (приложение 3):

Марки	Температурный коэффициент индукции от −60 до 20 °C, %/°C	То же от 20 до 150 °C, %/°C	Снижение индукции при 20 °C за 10 000 ч, %, не более
28Х10К	−0,018	−0,027	3
28Х10КА	−0,015	−0,022	1
25Х15К	−0,018	−0,028	3
25Х15КА, 23Х15К5ФА	−0,015	−0,022	1
30Х23К	−0,018	−0,028	3
30Х23КА	−0,018	−0,028	1

Для марок, введённых изменением № 1 (22Х15КА, 23Х15КА, 25Х12К2БА, 23Х14К3ФА, 32Х12КДТ), стандарт приводит те же −0,015 и −0,022 %/°C и снижение не более 1 %. Анизотропные магниты стабильнее изотропных во времени.

Механические свойства

После термической обработки на высококоэрцитивное состояние (приложение 4 ГОСТ 24897-81):

Марки	Предел прочности при растяжении, МПа: катаный / литой	Твёрдость HRC
28Х10К, 28Х10КА	785 / 196	32–36
25Х15К, 25Х15КА	883 / 196	38–40
23Х15К5ФА	686 / 196	39–41
30Х23К, 30Х23КА	343–441 / 196–245	40–50

Плотность сплавов — 7,65–7,70 г/см³. У марок 28Х10К, 25Х15К и 23Х15К5ФА катаный материал в 3,5–4,5 раза прочнее литого.

Формы и размеры магнитов по стандарту

ГОСТ 24897-81 распространяется на магниты толщиной до 50 мм и диаметром до 100 мм:

• круглые и квадратные прутки — диаметр или сторона 2–30 мм, длина 8–90 мм;
• полосы — сечение от 2×3 до 30×50 мм, длина 8–90 мм;
• трубы, цилиндры и кольца — наружный диаметр 2–100 мм, стенка 2–15 мм, длина 3–90 мм.

Изготовление магнитов

• заготовку получают литьём или горячей и холодной прокаткой и обрабатывают до окончательной формы;
• магнитные свойства создаёт термическая обработка: закалка с высокой температуры и многоступенчатый отпуск, а для анизотропных марок — ещё и термомагнитная обработка в магнитном поле, которое задаёт ось намагничивания;
• поэтому направление намагничивания анизотропного магнита указывают на чертеже до термообработки — потом его не изменить;
• образцы для контроля магнитных параметров изготавливают вместе с магнитами: вырезать их из готовых магнитов стандарт не допускает.

Что указать в заявке

• чертёж магнита с размерами, допусками и направлением намагничивания;
• марку по ГОСТ 24897-81 и состояние (литой, горячекатаный, холоднокатаный) либо требуемые магнитные параметры;
• поставку намагниченными или ненамагниченными;
• количество.

Вопросы и ответы

Чем сплавы железо – хром – кобальт отличаются от ЮНДК?

Оба типа — магниты с умеренной коэрцитивной силой. Но литые сплавы ЮНДК хрупкие и обрабатываются только шлифованием, а сплавы железо – хром – кобальт деформируются, поэтому из них делают тонкие, длинные и сложные по форме магниты.

Что такое 25Х15КЮБФ и 26Х15КМТ?

Магнитотвёрдые сплавы той же системы, выпускаемые как прецизионные: сплав 25Х15КЮБФ и сплав 26Х15КМТ. По составу 25Х15КЮБФ укладывается в нормы марки 25Х15К этого стандарта.

Какой сплав выбрать — изотропный или анизотропный?

Анизотропный, если направление намагничивания известно заранее: он сильнее в 2,5–4 раза и стабильнее во времени. Изотропный — когда ось намагничивания задают уже в готовой детали.

Заказать магниты из сплавов железо – хром – кобальт

Пришлите чертёж и количество на почту 5052082@mail.ru. Изготовим магниты по ГОСТ 24897-81 и вашему чертежу.