Airíonna Maighnéadacha Iarann ​​Teilgthe Liath

1. Tabhairt isteach

Liath (liath) is ábhar innealtóireachta ferromagnetic é iarann ​​​​teilgthe a bhfuil a iompar maighnéadach socraithe ag an maitrís iarainn (ferrite/pearlite/cementite), deilbhíocht graifíte-calóg agus stair phróiseála.

Rialaíonn na gnéithe microstructural sin tréscaoilteacht, comhéigeantacht, sáithiúchán agus caillteanais — paraiméadair atá tábhachtach d'iniúchadh cáithníní maighnéadacha, sciath maighnéadach, cóngaracht do mhótair/gineadóirí agus iompar srutha eddy.

Míníonn an treoir seo an fhisic, tugann sé treoir phraiticiúil tomhais, cuireann sé raonta uimhriúla tipiciúla i láthair le haghaidh micreastruchtúir choitianta, agus taispeánann sé conas teilgin a dhearadh agus a thástáil nuair a bhíonn tábhacht le feidhmíocht mhaighnéadach.

2. Maighnéadas bunúsach in ábhair neamhfheiriúla

Ferromagneachas in ábhair iarainn-bhunaithe eascraíonn as chuimhneacháin maighnéadacha ailínithe (leictreoin neamhphéireáilte) in adaimh Fe.

Faoi réimse feidhmeach H, ailíníonn fearainn a tháirgeann floscdhlús maighnéadach B. Tá an gaol BT neamhlíneach agus léiríonn sé hysteresis.

Cúpla coincheap riachtanach:

• B (dlús flosc maighnéadach) is H (réimse maighnéadaithe) a bhaineann leis an gcuar neamhlíneach B–H.
• Tréscaoilteacht choibhneasta (μr) tomhaiseann sé cé chomh héasca is atá ábhar maighnéadú ná folús (μr = B/(μ0H)).
• Comhéigeantacht (Hc) an bhfuil an réimse droim ar ais is gá chun B a laghdú go nialas tar éis maighnéadú (tomhas ar cé chomh “deacair” atá an maighnéadú le baint).
• Remanence (Br) is é an floscdhlús iarmharach nuair a fhilleann H go nialas.
• Dlús flosc sáithiúcháin (Bs) an t-uasmhéid B is féidir leis an ábhar a chothú (teoranta ag codán toirte ferromagnetic).
• Teocht Curie (Tc) an teocht a imíonn fearómagnetachas os a chionn (do phasanna iarainn timpeall ~770 °C, modhnaithe beagán trí chóimhiotalú).

Iompraíonn iarann ​​teilgthe liath mar a ferromagnenet bog Ag teocht an tseomra (coercivity íseal i gcomparáid le maighnéid buan), ach le tréscaoilteacht agus caillteanais hysteresis atá ag brath go mór ar mhicreastruchtúr.

3. Cad a rialaíonn maighnéadas in iarann ​​teilgthe liath?

Iarann ​​teilgthe liath cuimsíonn calóga graifít leabaithe i maitrís iarainn (ferrite agus/nó péarlaite agus uaireanta cementite). Bíonn tionchar ag gach comhábhar ar mhaighnéadas:

• ferrite (α-Fe) — iarann ​​ciúbach corplárnach. ferromagnetic bog; cuireann sé tréscaoilteacht níos airde agus coercivity íseal.
• Pearlite (meascán de ferrite agus cementite Fe₃C) - tá lamellae ferrite idirdhuilleogach le stroighinít sna réigiúin phéarlaitíteacha;
  laghdaíonn siad seo tréscaoilteacht éifeachtach agus méadaíonn siad comhéigeantacht i gcomparáid le ferrite íon toisc go bhfuil an stroighin neamhfheirromagnetach (nó lag maighnéadach) agus cruthaíonn feannadh fearainn.
• Cementite (FE₃c) - nach bhfuil go láidir ferromagnetic; feidhmíonn sé mar chaolaitheoir maighnéadach agus suíomh feannadh balla fearainn.
• Calóga graifít — cuimsiú atá neamhleanúnach ó thaobh leictreach agus struchtúr de. Níl graifít féin ferromagnetic; cuireann calóga isteach ar leanúnachas maighnéadach agus cruthaíonn siad comhchruinnithe struis áitiúla agus réimsí dímagnetaithe inmheánacha.
  Is é an toradh glan ná laghdú ar thréscaoilteacht éifeachtach agus caillteanais hysteresis méadaithe i gcoibhneas le maitrís iomlán ferritach.

Mar sin: níos mó ferrite → níos airde μr, coercivity níos ísle; níos mó pearlite/cementite → μr níos ísle, coercivity níos airde agus caillteanas hysteresis.

Deilbhíocht graifít (méid, treoshuíomh, codán toirt) rialaíonn aniseatrópacht agus scaipeadh flosc maighnéadach.

4. Príomhpharaiméadair mhaighnéadacha agus conas a dhéantar iad a thomhas

• cuar B–H / lúb hysteresis — tomhaiste le tréimseiméadar nó le fráma Epstein (le haghaidh steels lamination) agus tugann μr(H), Hc, Br, agus Bs.
• Tréscaoilteacht choibhneasta, μr (tosaigh agus uasta) — μr tosaigh ag H beag (dictates freagra comhartha beag) agus μr uasta ag réimsí measartha.
• Comhéigeantacht Hc (A/m nó Oe) is fanacht floscdhlús Br (T) — cuir in iúl cé chomh “bog” nó “crua” atá an t-iompar maighnéadach.
  Is ferromagnenet bog é iarann ​​liath (íseal Hc) i gcoibhneas le hábhair bhuan-mhaighnéad ach go hiondúil níos deacra ná cruacha ísealcharbóin annealaithe má tá cion piorraite/ceimintite ard.
• dlús flosc sáithiúcháin Bs (T) — tomhaiste ag H ard; tá Banna iarann ​​liath níos ísle ná iarann ​​íon mar gheall ar chéimeanna neamh-mhaighnéadacha agus porosity.
• Curie teocht Tc — le haghaidh céimeanna iarainn ~770 °C; aistríonn cóimhiotail agus micreastruchtúr Tc beagán; tomhaiste le hanailís theirmmagnetic.

Uirlisí tomhais tipiciúla:

• Inaistrithe méadar tréscaoilteachta le haghaidh seiceálacha siopa tapa.
• Maighnéadiméadar samplach creathadh (VSM) is hysteresisgraph do lúba B–H saotharlainne.
• Eddy- reatha tóireadóirí is anailísí impedance le haghaidh tréscaoilteacht agus caillteanas minicíochta.

5. Airíonna Maighnéadacha na nGráid Iarainn Teilgthe Liath tipiciúla

Anseo thíos tá dlúthdhiosca, tábla sonraí atá dírithe ar innealtóireacht a thaispeánann ionadaí raonta maoine maighnéadacha do mhicreastruchtúir choiteanna iarainn-liath agus do thrí ghrád a shonraítear go coitianta.

Toisc go bhfuil maighnéid iarann ​​teilgthe ag brath go mór ar phróiseas, is raonta iad na figiúirí seo atá ceaptha don réamhdhearadh — iarrtar lúba B–H ar chúpóin ionadaíocha le haghaidh páirteanna atá ríthábhachtach go maighnéadach..

Conas an tábla seo a léamh agus a úsáid (treoir phraiticiúil)

• Tosaigh μr an bhfuil tréscaoilteacht na gcomharthaí beaga — ábhartha do bhraiteoirí, réimsí DC beaga agus an chéad chéim maighnéadaithe i NDT.
• uasmhéid μr léiríonn cé chomh héasca agus a bheidh an t-ábhar flux comhchruinnithe roimh dó druidim le sáithiúchán — tábhachtach nuair a bhíonn conairí sceite nó shunting á dtuar.
• Comhéigeantacht (Hc) léiríonn cé chomh “deacair” atá an t-ábhar le dí-mhignetú tar éis é a mhaighnéadú (Hc níos airde → réimse níos iarsmaí tar éis MPI). Tiontaigh A/m → Oe trína roinnt ar ≈79.577 (E.g., 800 A/m ≈ 10.05 Ó).
• Sáithiú Bs is é an uasteorainn phraiticiúil maidir le dlús flosc; tá Banna iarann ​​liath níos ísle ná an iarann ​​íon agus go leor cruach mar go laghdaíonn graifít neamh-mhaighnéadach agus stroighin an codán toirte fearromagnetic.
• Friotaíocht choibhneasta Tugtar mar iolraí de fhriotaíocht chruach bhog (cáilíochtúil).
  Laghdaíonn friotachas níos airde na sruthanna eddy ag minicíochtaí AC - buntáiste do chásálacha innealra rothlach nó nuair a d'fhéadfadh caillteanais eddy a bheith i gceist.

6. Conas a ceimic, athraíonn micreastruchtúr agus próiseáil airíonna maighnéadacha

Alloying:

• Ábhar carbóin & grafitization: níos airde saorcharbóin → níos mó graifít → laghdaithe μr agus Bs.
• Sileacan cuireann sé grafitization chun cinn agus méadaítear friotachas; measartha Bíonn claonadh ag Si tréscaoilteacht a laghdú vs iarann ​​íon.
• Sulfair, fosfar agus riandúile eile difear do mhoirfeolaíocht na graifíte agus dá bhrí sin leanúnachas maighnéadach.
• Eilimintí cóimhiotail cosúil le Ni, Cc, MN idirghníomhaíochtaí malartaithe maighnéadacha a athrú agus is féidir leo teocht Curie a ísliú nó coercivity a mhodhnú.

Cóireáil teasa:

• Anú (ferritizing) méaduithe codán ferrite, méaduithe μr agus laghdaítear comhéigeanacht (bogann an freagra maighnéadach).
• Normalú / fuaraithe níos tapúla méadaíonn sé piorraít/ceimintite → laghdaítear μr agus méadaítear Hc.
• Téamh nó táthú logánta is féidir leis an inhomogeneity maighnéadach agus strus iarmharach a chruthú, a athraíonn tréscaoilteacht áitiúil agus is féidir a bhrath go neamh-millteach.

Dífhoirmiúchán meicniúil:

• Tugann oibriú fuar isteach díláithrithe agus strus iarmharach → ardaíonn feannadh balla fearainn coercivity agus laghdaítear tréscaoilteacht. Laghdaíonn faoiseamh strus na héifeachtaí seo.

porosity & cuimsiú:

• Cuireann pores agus cuimsiú neamh-mhaighnéadach isteach ar chonairí sreabha agus μr agus Banna níos ísle éifeachtacha. Is féidir leo freisin hysteresis agus caillteanas a mhéadú.

7. Éifeachtaí ainiseatrópachta agus calóg graifíte — cén fáth a bhfuil tábhacht ag baint le treoshuíomh réitigh

Bíonn claonadh ag calóga graifíte orient ingearach leis an sreabhadh teasa le linn soladú, go minic a ailíniú go garbh comhthreomhar le dromchlaí múnla. Táirgeann na calóga aniseatrópachta maighnéadach:

• Flux ag taisteal comhthreomhar le calóga tagann sé trasna ar réimsí demagnetizing éagsúla ná calóga trasnaithe flosc ingearach chuig a n-eitleán.
• Ar an dóigh sin tomhaiste μr is speictream tréscaoilteachta is féidir leis a bheith ag brath ar threo; go praiticiúil ciallaíonn sé seo gur cheart ciorcaid mhaighnéadacha a úsáideann teilgin a chur san áireamh treoshuíomh — m.sh., bealaí sreabha a ailíniú chun an treo is tréscaoilteach a thrasnú nuair is féidir.

Cruthaíonn calóga graifíte réimsí brú áitiúla freisin, a chuireann isteach ar ghluaisne bhalla an fhearainn agus ar an gcaoi sin iompar hysteresis.

8. Friotaíocht leictreach, sruthanna eddy agus caillteanais maighnéadacha san iarann ​​liath

• Friotaíocht: Is gnách go mbíonn iarann ​​teilgthe liath friotachas leictreach níos airde ná cruach ísealcharbóin toisc go gcuireann calóga agus neamhíonachtaí graifíte isteach ar chosáin leictreon.
  Go cáilíochtúil: Tá friotachas iarann ​​liath roinnt × cruach tipiciúil ísealcharbóin. Laghdaíonn friotachas níos airde méid srutha eddy do réimse maighnéadach ailtéarnach ar leith.
• Eddy-caillteanas reatha: Le haghaidh maighnéadach AC, caillteanas = caillteanas hysteresis + caillteanas eddy-reatha.
  Mar gheall ar friotachas níos airde agus an struchtúr flake, is minic a bhíonn caillteanais eddy in iarann ​​liath níos ísle ná i cruach dlúth de thréscaoilteacht chomhchosúil, rud a fhágann go bhfuil iarann ​​liath sách tarraingteach nuair is ann do réimsí maighnéadacha de mhinicíocht íseal go measartha agus nuair is ábhar do chaillteanais eddy.
  Cén dóigh faoin spéir a ...?, is féidir le calóga graifíte micreachiorcaid a chruthú a dhéanann casta ar thuar caillteanais.
• Caillteanas hysteresis: Méadaithe ag pearlite/cementite agus feannadh balla fearainn; Is gnách go mbíonn caillteanas hysteresis níos airde ag iarann ​​liath le codán ard pearlite ná iarann ​​​​teilgthe ferritach.

Impleacht dearaidh: le haghaidh ciorcaid mhaighnéadacha íseal-minicíochta (DC nó statach), is féidir le iarann ​​liath flosc a iompar ach ní mheaitseálfaidh sé croíthe cruach leictreach le haghaidh ciorcaid mhaighnéadacha AC ard-éifeachtúlachta.

I gcás comhpháirteanna ina bhfuil caillteanas maighnéadach tánaisteach (Cásálacha innill in aice le mótair, dromchlaí gléasta maighnéadacha), Is féidir glacadh le teaglaim iarann ​​liath de thréscaoilteacht mheasartha agus caillteanas laghdaithe eddy.

9. Feidhmchláir agus impleachtaí praiticiúla

Cigireacht na gcáithníní maighnéadaigh (Mpi)

• Tá iarann ​​liath maighnéadaithe agus iniúchadh forleathan ag baint úsáide as MPI le haghaidh lochtanna dromchla agus gar-dhromchla.
  An freagra maighnéadach (éascaíocht maighnéadaithe agus sruth riachtanach) ag brath ar thréscaoilteacht - is fusa teilgin feiriúla a mhaighnéadú ná na cinn phéarla. Baineann treoshuíomh allamuigh maidir le calóga graifíte le híogaireacht.

Móchleasa & Gineadóir Cásáil, frámaí agus imfháluithe

• Úsáidtear clúdaigh iarainn liath go coitianta le haghaidh tacaíochta meicniúla in aice le meaisíní maighnéadacha. Féadann a dtréscaoilteacht mhaighnéadach suaitheadh ​​maighnéadach a chur faoi deara nó patrúin réimse strae a athrú.
  Caithfidh dearthóirí cuntas a thabhairt ar chúpláil maighnéadach (E.g., sruthanna spreagtha, sceitheadh ​​maighnéadach) nuair a bhíonn imfháluithe gar do cornaí gníomhacha nó maighnéid buan.

IEA / sciath maighnéadach

• Is féidir le iarann ​​liath feidhmiú mar chonair mhaighnéadach nó mar sciath pháirteach do réimsí ísealmhinicíochta mar gheall ar a thréscaoilteacht, ach amháin cóimhiotail mhaighnéadacha bog speisialaithe nó cruach lannaithe leictreach is fearr iad nuair is gá ardéifeachtúlacht sciath agus caillteanas íseal.
  Cuidíonn friotachas níos airde iarann ​​liath ag minicíochtaí idirmheánacha, ach easpa tréscaoilteachta rialaithe agus feidhmíocht teorann anisotrópachta.

Tástáil reatha Eddy agus cúpláil EMI

• Tá friotachas méadaithe buntáisteach chun sruthanna eddy a laghdú i dtimpeallachtaí AC; cibé dóigh, déanann calóga graifít agus porosity réamh-mheastachán mionsonraithe ar éifeacht an chraiceann agus ar choimpléasc dáileacháin eddy.

Suíomh braite maighnéadach agus réimsí fáin

• Innealtóirí ag baint úsáide as fluxgate, Ní mór do braiteoirí halla nó ionduchtaithe in aice le teilgin aimhrialtachtaí maighnéadacha áitiúla ó mhicreastruchtúr iarann ​​teilgthe neamhaonchineálach agus strusanna iarmharacha a mheas.

10. Sárchleachtas a thomhas agus breithnithe NDT

• Cathain a thomhas: sonraigh tréscaoilteacht nó cuar B–H le haghaidh teilgin atá ríthábhachtach go maighnéadach (imthacaí imthacaí i ngníomhairí leictreamaighnéadacha, frámaí atá mar chuid de chiorcad maighnéadach).
• Conas a thomhas: cúpóin bheaga (suíomh ionadaíoch agus treoshuíomh) tomhaiste sa tsaotharlann le tréscaoilteacht nó VSM;
  le haghaidh glactha siopa, úsáidtear méadair tréscaoilteachta iniompartha nó tástálacha fáinne/collar.
  Tuairiscigh an dá rud tosaigh μr is μr sa réimse ábhartha (E.g., 0.5–1.0 T) móide lúb hysteresis más ábhar caillteanais AC.
• Le haghaidh MPI: sruth maighnéadaithe a chalabrú go dtí an leibhéal is ísle atá ag teastáil chun lochtanna a nochtadh gan athmhilleadh nach dteastaíonn a spreagadh;
  cuimhnigh gur féidir le difríochtaí coercivity coinneáil maighnéadaithe a athrú (tionchar demagnetization tar éis tástála).
• Taifead treoshuíomh: tuairisc a thabhairt i gcónaí treoshuíomh na tástála (comhthreomhar / ingearach leis an dromchla réitigh) toisc go bhfuil aniseatrópacht ann.

11. Míthuiscintí Coitianta & Soiléiriú

Tá gach Iarann ​​Teilgthe Liath Fíor-mhaighnéadach

Bréagach. Braitheann neart maighnéadach ar chéim maitrís: Tá ferritic EN-GJL-200 maighnéadach go láidir (μᵢ = 380 H/m), cé go bhfuil pearlitic EN-GJL-300 measartha maighnéadach (μᵢ = 220 H/m). Gráid atá saibhir i graifít (C >3.5%) tá freagra maighnéadach lag.

Ní chuireann Ábhar Carbóin isteach ar mhaighnéadas

Bréagach. Foirmíonn carbón graifít neamhmhaighnéadach – ag méadú C ó 3.0% go dtí 3.8% laghdaíonn tréscaoilteacht 30-40% (ríthábhachtach d'fheidhmchláir ard-mhaighnéadacha).

Is féidir Iarann ​​Teilgthe Liath a chur in ionad Cruach Sileacain i Mótair Ardchumhachta

Bréagach. Tá μₘ = 5000–8000 H/m ag cruach sileacain (2–4x níos airde ná iarann ​​teilgthe liath) agus caillteanas hysteresis níos ísle - tá iarann ​​teilgthe liath teoranta do chumhacht íseal go meán (≤5 kW) feidhmithe.

Níl aon Tionchar ag Cóireáil Teasa ar Airíonna Maighnéadacha

Bréagach. Athraíonn Annealing pearlite go ferrite, ag méadú μᵢ faoi 30–35% — ríthábhachtach chun feidhmíocht mhaighnéadach a bharrfheabhsú i gcomhpháirteanna iar-theilgthe.

12. Deireadh

Is maighnéadach é iarann ​​teilgthe liath, ach ábhar micreastruchtúr-íogair.

Tugann microstructures ferritic an tréscaoilteacht is fearr agus an caillteanas hysteresis is ísle, agus laghdaíonn micreastruchtúir phéarlaití/fuaraithe tréscaoilteacht agus méadaíonn siad comhéigeantacht agus hysteresis.

Tugann calóga graifíte aniseatrópacht isteach agus laghdaíonn siad go háitiúil leanúnachas maighnéadach ach ardaíonn siad friotachas leictreach (cabhrach chun sruthanna eddy a theorannú).

Le haghaidh aon tábhacht maighnéadach teilgean (Mpi, cóngaracht do ghléasanna leictreamaighnéadacha, sciathú páirteach) sonraigh agus tomhas paraiméadair mhaighnéadacha (tosaigh μr, Lúb B–H, comhéigeantacht, treoshuíomh) ar chúpóin ionadaíocha.

Nuair a bheidh amhras ort, iarr sonraí B–H ar an teilgcheárta nó déan tástálacha simplí tréscaoilteachta le linn iniúchta isteach.

 

Ceisteanna Coitianta

An bhfuil iarann ​​teilgthe liath maighnéadach?

Tá. Tá sé ferromagnetic ag teocht an tseomra; cibé dóigh, braitheann a tréscaoilteacht agus hysteresis go mór ar mhaitrís (Cluiche ferrite vs pearlite), ábhar graifíte agus próiseáil.

An féidir liom iarann ​​liath a úsáid mar chroí-ábhar maighnéadach?

Ní le croíleacáin AC ardfheidhmíochta. Is féidir le iarann ​​liath flosc a iompar agus sciathú páirteach a sholáthar ag minicíochtaí ísle, ach tugann steels leictreacha nó cóimhiotail mhaighnéadacha bog i bhfad níos fearr, feidhmíocht intuartha le caillteanais níos ísle.

Conas a théann graifít i bhfeidhm ar thorthaí MPI?

Laghdaíonn graifít tréscaoilteacht áitiúil agus cuireann sé anisotrópacht faoi deara.

Déanann réigiúin ferritic maighnéadú níos éasca agus léiríonn siad íogaireacht MPI níos airde; Teastaíonn maighnéadú níos láidre ó na limistéir phéarlaitíteacha/fuaraithe agus d'fhéadfadh siad iarsmaí a ghabháil.

Cad iad na sonraí maighnéadacha ar cheart dom a iarraidh ó sholáthraí?

Iarratas: ionadaí Lúba B–H (dhá threoir más féidir), tosaigh agus uasta μr, comhéigeantacht (Hc), sáithiúchán B agus cur síos ar an treoshuíomh tomhaiste/teaschóireáil. Iarr freisin grianghraif mhiotalagrafaíochta a thaispeánann deilbhíocht graifíte.

Conas maighnéadú iarsma a laghdú tar éis MPI?

Bain úsáid as demagnetization AC rialaithe (ag laghdú de réir a chéile réimse alternating) nó cuir réimse droim ar ais DC beagán níos airde ná an réimse iarsma, de réir cleachtas caighdeánach NDT. Fíoraigh an réimse iarmharach le méadar uige.