ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:

О. И. Борискин, профессор, докт. техн. наук

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», Москва, Россия:

Г. А. Нуждин, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: nuzhdin.65@mail.ru
В. Ю. Введенский, доцент, канд. физ.-мат. наук

Проведено исследование статических магнитных свойств закаленных из расплава методом спиннингования лент аморфного сплава системы Fe – Co – Si – B марки 30КСР с целью получения типовых кривых намагничивания и проверки возможности применения формулы Штейнмеца для аппроксимации зависимости потерь на перемагничивание от индукции при статических измерениях магнитных свойств аморфного сплава. Магнитные свойства в статическом режиме измеряли на нескольких сериях кольцевых образцов с практически одинаковыми свойствами в исходном состоянии. В приложенных магнитных полях 300, 800 и 1600 А/м получали кривые намагничивания и определяли стандартные и дополнительные параметры кривой намагничивания и петли гистерезиса. Методом численного дифференцирования кривой намагничивания показано, что максимальная дифференциальная проницаемость равна 4,7·104. Коэрцитивная сила Hc по индукции совпадает с коэрцитивной силой H_c по намагниченности. Индукция в магнитном поле 300 A/м равна в пределах погрешности значению индукции В₈₀₀ промышленного сплава ГМ503В, достигаемой в поле 800 A/м. Численным интегрированием по методу трапеций получили среднее значение работы намагничиванияW = 208 Дж/м³ и определили потери энергии за один цикл квазистатического перемагничиванияWh = 66,4 Дж/м³. По зависимости кривой намагничивания B(H) получили, что поле насыщения H_s превышает 1600 А/м. Построением зависимости остаточной индукции Br от r максимальной индукции B_m и затем степенной линии тренда установили возможность использования формулы Штейнмеца W_h = aB_mⁿ для описания зависимости потерь от индукции для аморфного сплава 30КСР в виде степенной m функции с показателем степени 1,32.

1. Grishin A. M., Ignakhin V. S., Lugovskaya L. A., Osaulenko R. N., Sekirin I. V. Crystallization kinetics and magnetostriction properties of amorphous Fe80-xCoxP14B6 metallic glasses // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. Vol. 512. P. 166972.
2. Li H. X., Lu Z. C., Wu Y., Lu Z. P., Wang S. L. Fe-based bulk metallic glasses: glass formation, fabrication, properties and applications // Progress in Materials Science. 2019. Vol. 103. P. 235–318.
3. Yang Y., Yan G., Liu L., Pi Y., Yu W. Effect of cooling condition on properties of Fe77Co2Zr9B10Cu2 alloy // Jinshu Rechuli. 2015. Vol. 40, Iss. 5. P. 141–143.
4. Zhou X., Zhang J., Liao X., He J., Li K., Liu Z. Beneficial effects of Cr addition on the nanocrystalline Si and B modified Co-Zr permanent magnetic alloys // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. Vol. 501. P. 166483.
5. Abrosimova G. E., Aronin A. S. Evolution of the amorphous-phase structure in Metal-Metal type metallic glasses // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2015. Vol. 9, Iss. 5. P. 887–893.
6. Geng Y., Wang Y., Qiang J., Zhang G., Dong C., Häussler P. Composition formulas of Fe–B binary amorphous alloys // Journal of Non-Crystalline Solids. 2016. Vol. 432. P. 453–458.
7. Елманов Г. Н., Иваницкая Е. А., Скрытный В. И., Жариков Е. С. Исследование структурно-фазовых превращений при кристаллизации аморфных сплавов Ni-(Cr, Fe, Si, B) // Цветные металлы. 2014. Т. 864, № 12. С. 44–50.
8. Ali M., Ahmad F. A review of processing techniques for Fe-Ni soft magnetic materials // Materials and Manufacturing Processes. 2019. Vol. 34, Iss. 14. P. 1580–1604.
9. Борискин О. И., Благовещенский Д. И., Введенский В. Ю., Нуждин Г. А. Управление качеством производства аморфного кобальтового сплава // Черные металлы. 2019. № 1. С. 60–63.
10. Lashgari H. R., Chu D., Ferry M., Li S., Xie S., Sun H. Composition dependence of the microstructure and soft magnetic properties of Fe-based amorphous alloys: a review study // Journal of Non-Crystalline Solids. 2014. Vol. 391. P. 61–82.
11. Антипов В. Н., Грозов А. Д., Иванова А. В. Перспективные металлические стекла для высокоскоростных электромеханических преобразователей энергии // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44, № 2. С. 206–213.
12. Berezner A. D., Fedorov V. A., Pluzhnikova T. N., Fedotov D. Y., Shlikova A. A., Perov N. S. Magnetic properties of Co-based and Fe-based tape amorphous alloys // Journal of Physics: Condensed Matter. 2020. Vol. 32, Iss. 11. P. 114001.
13. Борискин О. И., Благовещенский Д. И., Ежова Н. П., Нуждин Г. А., Перминов А. С. Метрологическое обеспечение испытаний магнитных материалов // Черные металлы. 2017. № 12. С. 40–45.
14. ГОСТ 7746–2015. Трансформаторы тока. Общие технические условия. – М. : Стандартинформ, 2016. – 43 с.
15. Wu X., Li X., Li S. Crystallization kinetics and soft magnetic properties of Fe71Si16B9Cu1NB3 amorphous alloys // Materials Research Express. 2020. Vol. 7, Iss. 1. P. 016118.
16. ТУ 14-123-149–2009. Лента быстрозакаленная из магнитомягких аморфных сплавов и магнитомягкого композиционного материала (нанокристаллического сплава). – Переизд. с изм. № 1, 2. Декабрь 2011. – Аша : ОАО «Ашинский металлургический завод», 2011.
17. ГОСТ 8.377–80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик. – М. : Изд. Стандартов, 1980. – 25 с.