Измеряемые физические и технические свойства ферромагнетиков

многочисленные исследования [7–11] указывают на следующие факторы, образующие связи магнитных и физико-механических свойств ферромагнитных материалов.

Химический состав ферромагнетиков. Сплавы ферромагнетиков друг с другом или с неферромагнитными материалами дают широкий спектр получаемых значений магнитных параметров. Например, присадки никеля до 30 % уменьшают намагниченность М, повышение его содержания от 30 % ведет к интенсивному росту М, а затем – к монотонному ее уменьшению до значения в чистом никеле. Небольшие колебания примесей углерода или легирующих элементов также приводят к резким изменениям магнитных свойств материалов. Например, при увеличении содержания углерода в стали на 15 % магнитная проницаемость m_max может уменьшаться, коэрцитивная сила Н_с увеличиваться более чем в 10 раз, в то время как индукция насыщения В_s и остаточная В_r остаются практически неизменными. Такие изменения дают основание как можно шире подвергать магнитному контролю химический состав ферромагнитных материалов. Исследования свидетельствуют о том, что оценку значений магнитных параметров одного вида стали нельзя распространять на другие, близкие по физико-механическим свойствам стали, так как даже незначительные примеси могут сильно изменить магнитные свойства.

Механическая обработка проявляется как влияющий фактор при целенаправленной обработке или как сопутствующее явление при реализации разнообразных технологических операций. Например, наклеп, сопровождающий штамповку или токарную обработку, приводит к увеличению коэрцитивной силы Н_с и уменьшению магнитной проницаемости m. Аналогичный эффект имеет место на поверхностях катания колес и рельсов в процессе эксплуатации подвижного состава железных дорог.

термическая обработка. Закалка и отпуск – основные виды термической обработки – сильно изменяют структуру и магнитные свойства стали [10]. характер изменения величин В_r, m_max, Н_с, а также твердости по Роквэллу (HRC) легированной стали ШХ15 в зависимости от температуры закалки Т_зак и отпуска Т_отп показаны на рис. 1.15 и 1.16.

Рис. 1.15. Зависимость магнитных свойств стали от температуры закалки	Рис. 1.16. Зависимость магнитных свойств стали от температуры отпуска

Как видим, коэрцитивная сила Н_с изменяется немонотонно с изменением Т_зак, значит, изменение Н_с для определения Т_зак данной марки неэффективно. В то же время методы, основанные на измерении m_max, здесь пригодны. Монотонная зависимость тех же характеристик от Т_отп позволяет применить для контроля низкотемпературного отпуска коэрцитиметрический метод.

Химико-термическая обработка. Различные ее виды, основанные на поверхностном насыщении стальных деталей углеродом (цементация), азотом (азотирование), бором (борирование) и другими элементами с целью повышения их поверхностной прочности также приводят к значительным изменениям магнитных свойств ферромагнитных материалов.