Feromagnetikai - tai magnetinės medžiagos, pasižyminčios itin stipriomis magnetinėmis savybėmis, tokiomis kaip didelė santykinė magnetinė skvarba (µ>>1) ir liekamasis įmagnetėjimas. Šios medžiagos tampa paramagnetikais aukštesnėje nei vadinamoji Curie temperatūra.
Feromagnetinių medžiagų magnetinė skvarba svyruoja nuo 10⁴ iki 10⁵. Jų domenų įmagnetėjimo kryptys sutampa su medžiagos lengvojo įmagnetėjimo ašimis. Kai nėra išorinio magnetinio lauko, feromagnetikų domenų atstojamasis įmagnetėjimo vektorius lygus nuliui, todėl medžiaga nėra įmagnetėjusi. Tačiau veikiant išoriniam magnetiniam laukui, vyksta sudėtingas įmagnetėjimo procesas, apimantis domenų sienelių slinkimą ir atskirų magnetinių momentų krypties kitimą, kol pasiekiama soties reikšmė.
Išjungus išorinį lauką, feromagnetikai neišsimagnetina visiškai - pasireiškia liekamasis įmagnetėjimas. Šiam panaikinti reikalingas priešingos krypties išorinis laukas, vadinamas koerciniu lauku (Hc). Feromagnetikų įmagnetėjimo priklausomybė nuo išorinio lauko stiprio ir išsimagnetinimo procesas apibūdinami histerezės kilpa.
Pagrindiniai grynieji feromagnetiniai metalai yra geležis (Fe), nikelis (Ni) ir kobaltas (Co). Taip pat feromagnetikais yra šeši retųjų žemių elementai: gadolinis (Gd), terbiumas (Tb), disprozis (Dy), holmis (Ho), erbis (Er) ir tulis (Tu), bei šių metalų lydiniai su kitais elementais. Be metalinių feromagnetikų, egzistuoja ir nemetaliniai feromagnetikai, tačiau jų yra nedaug, o daugelio Curie temperatūra yra žema (apie 1 K). Kai kurių europio junginių ir chalkogenidų Curie temperatūra yra aukštesnė - apie 100 K.
Feromagnetikai skirstomi į dvi pagrindines grupes pagal jų magnetines savybes po išsimagnetinimo:
- Kietamagnetės medžiagos: pasižymi dideliu liekamojo magnetinio srauto tankiu ir koercinio lauko stipriu (didesniu kaip 4000 A/m), jų histerezės kilpa yra labai plati. Viendomenės kietamagnių medžiagų dalelės, sujungtos nemagnetiniu lydiniu, naudojamos nuolatiniams magnetams gaminti.
- Minkštamagnetės medžiagos: koercinis laukas yra mažesnis nei 160 A/m, o histerezės kilpa yra siaura. Šios medžiagos plačiai naudojamos elektrotechnikoje ir radiotechnikoje, nes lengvai įsimagnetina ir išsimagnetina.
Įdomu, kad įmagnetinami ir išmagnetinami feromagnetikai keičia savo matmenis (ilginė magnetostrikcija) ir formą (tūrinė magnetostrikcija). Taip pat gali kisti adiabatiškai permagnetinamų feromagnetikų temperatūra.
Nerūdijančio plieno klasifikacija ir feromagnetinės savybės
Pagal sudėtį ir vidinę struktūrą nerūdijantis plienas skirstomas į tris pagrindines klases:
- Austenitinis plienas: Šie lydiniai, kurių sudėtyje yra 16-26% chromo ir 6-22% nikelio, yra nemagnetiniai ir pasižymi puikiu atsparumu korozijai. Nors jie nesukietėja termiškai apdorojant, gali pasiekti didelį stiprumą net ir apdirbant šaltai. Austenitiniai plienai pasižymi puikiu suvirinamumu, formavimu, pastebimomis kriogeninėmis savybėmis ir geru higienos faktoriumi.
- Feritinis plienas: Sudėtyje turi 12-30% chromo, bet neturi nikelio. Šie plienai yra feromagnetiniai, pasižymi geru atsparumu korozijai ir suvirinamumu. Jie dažniausiai identifikuojami AISI 400 serijoje.
- Martensitinis plienas: Lydiniai, kurių sudėtyje yra 11-14% chromo be nikelio, tačiau su šiek tiek didesniu anglies kiekiu, palyginti su austenitiniu ir feritiniu nerūdijančiu plienu. Martensiniai plienai yra feromagnetiniai ir kietėja termiškai apdorojant.
Nerūdijančiu plienu laikomas plienas, kuriame yra mažiausiai 10% chromo, todėl jis yra atsparesnis korozijai nei įprastas plienas.
Volframo lydiniai pagal standartą ASTM B777
Standartas ASTM B777 apibrėžia reikalavimus apdirbamiems didelio tankio volframo netauriųjų metalų lydiniams, pagamintiems iš metalo miltelių mišinių, kurių pagrindinė sudėtis yra volframas. Šie lydiniai gali būti naudojami kaip atskiros dalys arba kaip pagrindas dengiant kitomis medžiagomis, siekiant apsaugoti nuo korozijos ir dilimo.
ASTM B777 volframo lydiniai skirstomi į keturias klases: CL.1, CL.2, CL.3, CL.4. Jie gali būti gaminami folijos, plokštės ar lakšto pavidalu.
ASTM B777 volframo lydinio sudėtis, tankis ir kietumas:
| Savybė | CL.1 | CL.2 | CL.3 | CL.4 |
|---|---|---|---|---|
| Sudėtis (daugiausiai volframo) | ≥89% | ≥90% | ≥92% | ≥94% |
| Tankis (min.) g/cm³ | 17.0 | 17.5 | 18.0 | 18.5 |
| Kietumas (min.) | 25 HRC | 30 HRC | 35 HRC | 40 HRC |
Pastaba: A - Pirkėjo nurodymu gali būti naudojami kiti kietumo bandymo metodai. B - Kietumo vertės nurodytos neapdorotoms (sukepintoms arba atkaitintoms) medžiagoms. Dėl mechaniškai apdorotos arba įtemptos medžiagos kietumas gali siekti Rc49.
ASTM B777 volframo lydinio tempimo savybės (minimalios vertės):
| Savybė | CL.1 | CL.2 | CL.3 | CL.4 |
|---|---|---|---|---|
| Tempimo stipris (min.) MPa | 690 | 725 | 760 | 800 |
| Poslinkio ribos (min.) MPa | 515 | 550 | 585 | 620 |
| Pailgėjimas (min.) % | 1 | 1 | 1 | 1 |
Pastaba: A - Nustatoma ekstensometru, kurio tikslumas yra 0,5 % ar mažesnis.
Taikymas:
Iš ASTM B777 volframo lydinių pagamintos dalys yra skirtos tokioms reikmėms kaip svoriai ar atsvarai statiniam ar dinaminiam balansavimui, didelės spartos besisukančios inercijos dalys, ekranavimas nuo radiacijos, didelės spartos smūgiai ir vibracijos slopinimas.
Specialios programos:
Tam tikroms reikmėms šiuose lydiniuose gali būti elementų, dėl kurių jie tampa silpnai feromagnetiniai. Jei reikalinga laisvė nuo magnetinio atsako, tai turėtų būti nurodyta pirkimo užsakyme.