สมบัติทางแม่เหล็กของเหล็กหล่อสีเทา

1. การแนะนำ

สีเทา (สีเทา) เหล็กหล่อเป็นวัสดุทางวิศวกรรมที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีพฤติกรรมทางแม่เหล็กถูกกำหนดโดยเมทริกซ์เหล็ก (เฟอร์ไรท์/เพิร์ลไลท์/ซีเมนต์ไทต์), สัณฐานวิทยาของกราไฟท์-เกล็ดและประวัติการประมวลผล.

คุณสมบัติโครงสร้างจุลภาคเหล่านั้นควบคุมการซึมผ่าน, การบีบบังคับ, ความอิ่มตัวและการสูญเสีย — พารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการตรวจสอบอนุภาคแม่เหล็ก, ป้องกันแม่เหล็ก, ความใกล้ชิดกับมอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และพฤติกรรมของกระแสไหลวน.

คู่มือนี้จะอธิบายเกี่ยวกับฟิสิกส์, ให้คำแนะนำการวัดผลในทางปฏิบัติ, นำเสนอช่วงตัวเลขทั่วไปสำหรับโครงสร้างจุลภาคทั่วไป, และแสดงวิธีการออกแบบและทดสอบการหล่อเมื่อประสิทธิภาพของแม่เหล็กมีความสำคัญ.

2. แม่เหล็กพื้นฐานในวัสดุที่เป็นเหล็ก

แม่เหล็กไฟฟ้า ในวัสดุที่มีธาตุเหล็กเกิดขึ้นจากโมเมนต์แม่เหล็กที่เรียงตัวกัน (อิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่) ในอะตอมของ Fe.

ภายใต้สาขาที่สมัคร H, โดเมนจัดตำแหน่งทำให้เกิดความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก B. ความสัมพันธ์ B-H ไม่เป็นเชิงเส้นและแสดงฮิสเทรีซีส.

แนวคิดที่สำคัญบางประการ:

• บี (ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก) และ ชม (สนามแม่เหล็ก) สัมพันธ์กันด้วยเส้นโค้ง B–H แบบไม่เชิงเส้น.
• การซึมผ่านสัมพัทธ์ (μr) วัดว่าวัสดุสามารถดึงดูดแม่เหล็กได้ง่ายกว่าสุญญากาศมากเพียงใด (ไมโคร = B/(μ0H)).
• การบีบบังคับ (HC) คือสนามแม่เหล็กย้อนกลับที่จำเป็นในการลด B ให้เป็นศูนย์หลังจากการดึงดูด (เป็นตัววัดว่าการกำจัดแม่เหล็กนั้น "ยาก" เพียงใด).
• คงเหลือ (บ) คือความหนาแน่นฟลักซ์ตกค้างเมื่อ H กลับสู่ศูนย์.
• ความหนาแน่นของฟลักซ์อิ่มตัว (ข) คือค่า B สูงสุดที่วัสดุสามารถดำรงอยู่ได้ (ถูกจำกัดด้วยเศษส่วนปริมาตรเฟอร์โรแมกเนติก).
• อุณหภูมิกูรี (ทีซี) คืออุณหภูมิที่สูงกว่าซึ่งเฟอร์โรแมกเนติกจะหายไป (สำหรับเฟสเหล็กประมาณ ~770 °C, ดัดแปลงเล็กน้อยโดยการผสม).

เหล็กหล่อสีเทามีพฤติกรรมเป็น เฟอร์โรแมกเนติกอ่อน ที่อุณหภูมิห้อง (แรงบีบบังคับต่ำเมื่อเทียบกับแม่เหล็กถาวร), แต่ด้วยการซึมผ่านและการสูญเสียฮิสเทรีซิสซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างจุลภาคเป็นอย่างมาก.

3. อะไรควบคุมแม่เหล็กในเหล็กหล่อสีเทา？

เหล็กหล่อสีเทา ประกอบด้วย กราไฟท์สะเก็ด ฝังอยู่ในเมทริกซ์เหล็ก (เฟอร์ไรต์และ/หรือเพิร์ลไลต์ และบางครั้งก็เป็นซีเมนต์). แต่ละองค์ประกอบส่งผลต่อแม่เหล็ก:

• เฟอร์ไรต์ (แอลฟา-เฟ) - เหล็กลูกบาศก์ตรงกลางลำตัว. เฟอร์โรแมกเนติกแบบอ่อน; มีส่วนช่วยในการซึมผ่านที่สูงขึ้นและแรงบีบบังคับต่ำ.
• ไข่มุก (ส่วนผสมของเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์ Fe₃C) — บริเวณไข่มุกประกอบด้วยเฟอร์ไรต์ลาเมลลาผสมกับซีเมนไทต์;
  สิ่งเหล่านี้ลดการซึมผ่านที่มีประสิทธิภาพและเพิ่มความบีบบังคับเมื่อเทียบกับเฟอร์ไรต์บริสุทธิ์เนื่องจากซีเมนไทต์ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก (หรือแม่เหล็กอ่อน) และสร้างการปักหมุดโดเมน.
• ซีเมนต์ (Fe₃c) — ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติกอย่างแรง; ทำหน้าที่เป็นตัวเจือจางแม่เหล็กและไซต์ปักหมุดผนังโดเมน.
• กราไฟท์สะเก็ด — การรวมที่ไม่ต่อเนื่องทางไฟฟ้าและเชิงโครงสร้าง. กราไฟท์เองไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก; สะเก็ดขัดจังหวะความต่อเนื่องของแม่เหล็กและสร้างความเข้มข้นของความเครียดในท้องถิ่นและสนามล้างอำนาจแม่เหล็กภายใน.
  ผลลัพธ์สุทธิคือความสามารถในการซึมผ่านที่มีประสิทธิภาพลดลง และเพิ่มการสูญเสียฮิสเทรีซิสเมื่อเทียบกับเมทริกซ์เฟอร์ริติกเต็มที่.

ดังนั้น: เฟอร์ไรต์มากขึ้น → μr ที่สูงขึ้น, การบีบบังคับที่ต่ำกว่า; เพิร์ลไลต์/ซีเมนต์ไทต์มากขึ้น → μr ต่ำกว่า, การบีบบังคับที่สูงขึ้นและการสูญเสียฮิสเทรีซิส.

สัณฐานวิทยาของกราไฟท์ (ขนาด, ปฐมนิเทศ, เศษส่วนปริมาตร) ควบคุมแอนไอโซโทรปีและการกระเจิงของฟลักซ์แม่เหล็ก.

4. พารามิเตอร์แม่เหล็กที่สำคัญและวิธีการวัด

• เส้นโค้ง B-H / ห่วงฮิสเทรีซีส — วัดด้วยเปอร์เมียมิเตอร์หรือเฟรมเอพสเตน (สำหรับเหล็กเคลือบ) และให้μr(ชม), HC, บ, และบี.
• การซึมผ่านสัมพัทธ์, μr (เริ่มต้นและสูงสุด) — เริ่มต้น μr ที่ H ต่ำ (กำหนดการตอบสนองของสัญญาณขนาดเล็ก) และสูงสุด μr ที่สนามระดับปานกลาง.
• การบีบบังคับ Hc (A/m หรือ Oe) และ คงความหนาแน่นของฟลักซ์ Br (ต) — ระบุว่าพฤติกรรมแม่เหล็ก “อ่อน” หรือ “แข็ง” เป็นอย่างไร.
  เหล็กสีเทาเป็นแม่เหล็กเฟอร์ริกแบบอ่อน (เอชซีต่ำ) สัมพันธ์กับวัสดุแม่เหล็กถาวร แต่โดยทั่วไปจะแข็งกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ผ่านการอบอ่อน หากมีปริมาณเพิร์ลไลต์/ซีเมนต์ไทต์สูง.
• ความหนาแน่นของฟลักซ์ความอิ่มตัว Bs (ต) — วัดที่ H สูง; Bs ของเหล็กสีเทานั้นต่ำกว่าเหล็กบริสุทธิ์เนื่องจากมีเฟสที่ไม่ใช่แม่เหล็กและความพรุน.
• อุณหภูมิกูรี Tc — สำหรับเฟสเหล็ก ~770 °C; โลหะผสมและโครงสร้างจุลภาคเปลี่ยน Tc เล็กน้อย; วัดด้วยการวิเคราะห์ทางเทอร์โมแมกเนติก.

เครื่องมือวัดทั่วไป:

• แบบพกพา เมตรการซึมผ่าน เพื่อการตรวจสอบร้านค้าที่รวดเร็ว.
• แมกนีโตมิเตอร์ตัวอย่างแบบสั่น (วีเอสเอ็ม) และ ฮิสเทรีซิสกราฟ สำหรับลูป B–H ในห้องปฏิบัติการ.
• โพรบกระแสเอ็ดดี้ และ เครื่องวิเคราะห์ความต้านทาน สำหรับการซึมผ่านและการสูญเสียขึ้นอยู่กับความถี่.

5. สมบัติทางแม่เหล็กของเกรดเหล็กหล่อสีเทาทั่วไป

ด้านล่างมีขนาดกะทัดรัด, การแสดงตารางข้อมูลที่เน้นด้านวิศวกรรม ตัวแทน ช่วงคุณสมบัติทางแม่เหล็กสำหรับโครงสร้างจุลภาคของเหล็กสีเทาทั่วไปและสำหรับเกรดที่ระบุโดยทั่วไปสามเกรด.

เนื่องจากแม่เหล็กของเหล็กหล่อขึ้นอยู่กับกระบวนการอย่างมาก ตัวเลขเหล่านี้จึงเป็นช่วงที่มีไว้สำหรับการออกแบบเบื้องต้น — สำหรับชิ้นส่วนที่มีความสำคัญทางแม่เหล็ก ขอลูป B–H บนคูปองตัวแทน.

วิธีอ่านและใช้ตารางนี้ (คำแนะนำการปฏิบัติ)

• เริ่มต้นμr คือการซึมผ่านของสัญญาณขนาดเล็ก ซึ่งเกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์, สนาม DC ขนาดเล็กและขั้นตอนการดึงดูดครั้งแรกใน NDT.
• สูงสุดμr บ่งชี้ว่าวัสดุจะมีความเข้มข้นของฟลักซ์ได้ง่ายเพียงใดก่อนที่จะเข้าใกล้ความอิ่มตัว ซึ่งมีความสำคัญในการทำนายเส้นทางการรั่วไหลหรือการแยกส่วน.
• การบีบบังคับ (HC) แสดงให้เห็นว่าวัสดุมีความแข็งเพียงใดในการล้างอำนาจแม่เหล็กหลังจากถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก (Hc สูงขึ้น → ฟิลด์คงเหลือมากขึ้นหลังจาก MPI). แปลง A/m → Oe โดยหารด้วย data79.577 (เช่น, 800 ก/ม µ 10.05 โอ้).
• ความอิ่มตัว Bs คือขีดจำกัดบนในทางปฏิบัติสำหรับความหนาแน่นของฟลักซ์; Bs ของเหล็กสีเทานั้นต่ำกว่าเหล็กบริสุทธิ์และเหล็กหลายชนิด เนื่องจากกราไฟท์และซีเมนต์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะช่วยลดเศษส่วนของปริมาตรแม่เหล็กไฟฟ้า.
• ความต้านทานสัมพัทธ์ จะได้รับเป็นค่าความต้านทานเหล็กอ่อนหลายเท่า (เชิงคุณภาพ).
  ความต้านทานที่สูงขึ้นจะช่วยลดกระแสเอ็ดดี้ที่ความถี่ AC — ข้อดีสำหรับการหมุนตัวเรือนเครื่องจักร หรือในกรณีที่อาจเกิดปัญหาการสูญเสียการหมุนวน.

6. เคมียังไง., โครงสร้างจุลภาคและการประมวลผลเปลี่ยนคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

การผสม:

• ปริมาณคาร์บอน & การสร้างกราฟ: คาร์บอนอิสระที่สูงขึ้น → กราไฟท์มากขึ้น → μr และ Bs ลดลง.
• ซิลิคอน ส่งเสริมการสร้างกราฟและเพิ่มความต้านทาน; ปานกลาง Si มีแนวโน้มที่จะลดการซึมผ่านเทียบกับเหล็กบริสุทธิ์.
• กำมะถัน, ฟอสฟอรัสและธาตุอื่น ๆ ส่งผลต่อสัณฐานวิทยาของกราไฟท์และทำให้แม่เหล็กมีความต่อเนื่อง.
• ธาตุผสมเช่น Ni, Cr, มน เปลี่ยนปฏิสัมพันธ์การแลกเปลี่ยนแม่เหล็กและสามารถลดอุณหภูมิของกูรีหรือปรับเปลี่ยนการบีบบังคับได้.

การรักษาความร้อน:

• การหลอม (การทำให้เป็นเฟอร์ริติก) เพิ่มเศษส่วนเฟอร์ไรต์, เพิ่มμrและลดการบีบบังคับ (ทำให้การตอบสนองของแม่เหล็กอ่อนลง).
• การทำให้เป็นมาตรฐาน / ระบายความร้อนได้เร็วขึ้น เพิ่มเพิร์ลไลต์/ซีเมนต์ไทต์ → ลด μr และเพิ่ม Hc.
• การทำความร้อนหรือการเชื่อมเฉพาะที่ สามารถสร้างความไม่สม่ำเสมอของสนามแม่เหล็กและความเครียดตกค้างได้, ซึ่งเปลี่ยนการซึมผ่านของท้องถิ่นและสามารถตรวจจับได้โดยไม่ทำลาย.

การเสียรูปทางกล:

• การทำงานเย็นทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและความเค้นตกค้าง → การตรึงผนังโดเมนจะเพิ่มความบังคับและลดความสามารถในการซึมผ่าน. การบรรเทาความเครียดจะช่วยลดผลกระทบเหล่านี้.

ความพรุน & การรวม:

• รูพรุนและการรวมที่ไม่ใช่แม่เหล็กขัดจังหวะเส้นทางฟลักซ์และลด μr และ Bs ที่มีประสิทธิภาพ. พวกเขายังสามารถเพิ่มฮิสเทรีซิสและการสูญเสียได้.

7. เอฟเฟกต์แอนไอโซโทรปีและกราไฟท์เกล็ด — ทำไมการวางแนวการหล่อจึงมีความสำคัญ

เกล็ดกราไฟท์มีแนวโน้มที่จะ ตั้งฉากกับการไหลของความร้อนระหว่างการแข็งตัว, มักจะวางขนานกับพื้นผิวแม่พิมพ์โดยประมาณ. สะเก็ดผลิต แอนไอโซโทรปีแม่เหล็ก:

• การเดินทางฟลักซ์ ขนานกับเกล็ด พบกับสนามล้างอำนาจแม่เหล็กที่แตกต่างจากเกล็ดข้ามฟลักซ์ ตั้งฉาก ไปยังเครื่องบินของพวกเขา.
• ดังนั้น วัด μr และ สเปกตรัมการซึมผ่าน อาจขึ้นอยู่กับทิศทาง; ในทางปฏิบัติหมายความว่าวงจรแม่เหล็กที่ใช้การหล่อควรพิจารณาการวางแนว — เช่น, การจัดแนวเส้นทางฟลักซ์เพื่อสำรวจทิศทางที่ซึมเข้าไปได้มากขึ้นหากเป็นไปได้.

เกล็ดกราไฟท์ยังสร้างสนามความเครียดเฉพาะที่, ซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของผนังโดเมนเพิ่มเติม และด้วยเหตุนี้พฤติกรรมฮิสเทรีซีส.

8. ความต้านทานไฟฟ้า, กระแสน้ำวนและการสูญเสียสนามแม่เหล็กในเหล็กสีเทา

• ความต้านทาน: โดยทั่วไปแล้วเหล็กหล่อสีเทาจะมี ความต้านทานไฟฟ้าที่สูงขึ้น กว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เนื่องจากเกล็ดกราไฟท์และสิ่งสกปรกรบกวนเส้นทางอิเล็กตรอน.
  ในเชิงคุณภาพ: ความต้านทานของเหล็กสีเทาคือ หลาย× ที่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำทั่วไป. ความต้านทานที่สูงขึ้นจะลดขนาดของกระแสไหลวนสำหรับสนามแม่เหล็กสลับที่กำหนด.
• การสูญเสียกระแสเอ็ดดี้: สำหรับแม่เหล็ก AC, การสูญเสีย = การสูญเสียฮิสเทรีซิส + การสูญเสียกระแสวน.
  เนื่องจากมีความต้านทานสูงกว่าและมีโครงสร้างเกล็ด, การสูญเสียของลมหมุนในเหล็กสีเทามักจะต่ำกว่าในเหล็กหนาแน่นที่มีการซึมผ่านที่คล้ายคลึงกัน, ทำให้เหล็กสีเทามีเสน่ห์เมื่อเปรียบเทียบเมื่อมีสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำถึงปานกลางและการสูญเสียน้ำวนมีความสำคัญ.
  อย่างไรก็ตาม, เกล็ดกราไฟท์สามารถสร้างวงจรไมโครที่ทำให้การทำนายการสูญเสียมีความซับซ้อน.
• การสูญเสียฮิสเทรีซิส: เพิ่มขึ้นด้วยเพิร์ลไลต์/ซีเมนต์ไทต์และการปักหมุดผนังโดเมน; เหล็กสีเทาที่มีเศษส่วนมุกสูงมักมีการสูญเสียฮิสเทรีซีสสูงกว่าเหล็กหล่อเฟอร์ริติก.

ความหมายของการออกแบบ: สำหรับวงจรแม่เหล็กความถี่ต่ำ (กระแสตรงหรือคงที่), เหล็กสีเทาสามารถพาฟลักซ์ได้ แต่จะไม่ตรงกับแกนเหล็กไฟฟ้าสำหรับวงจรแม่เหล็ก AC ประสิทธิภาพสูง.

สำหรับส่วนประกอบที่การสูญเสียสนามแม่เหล็กเป็นเรื่องรอง (เรือนเครื่องยนต์ใกล้กับมอเตอร์, พื้นผิวติดตั้งแม่เหล็ก), การรวมกันของการซึมผ่านปานกลางของเหล็กสีเทาและการสูญเสียลมหมุนที่ลดลงสามารถยอมรับได้.

9. การประยุกต์และความหมายเชิงปฏิบัติ

การตรวจสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MPI)

• เหล็กสีเทาคือ แม่เหล็กได้ และตรวจสอบอย่างกว้างขวางโดยใช้ MPI สำหรับข้อบกพร่องที่พื้นผิวและใกล้พื้นผิว.
  การตอบสนองของแม่เหล็ก (ความง่ายในการดึงดูดและกระแสที่ต้องการ) ขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่าน การหล่อเฟอร์ริติกจะดึงดูดได้ง่ายกว่าการหล่อแบบเพิร์ลไลท์. การวางแนวของสนามสัมพันธ์กับเกล็ดกราไฟท์มีความสำคัญต่อความไว.

มอเตอร์ & ตัวสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เฟรมและเปลือกหุ้ม

• ตัวเรือนเหล็กสีเทามักใช้สำหรับรองรับเชิงกลใกล้กับเครื่องจักรแม่เหล็ก. การซึมผ่านของแม่เหล็กสามารถทำให้เกิดการแบ่งสนามแม่เหล็กหรือเปลี่ยนแปลงรูปแบบของสนามเร่ร่อน.
  นักออกแบบต้องคำนึงถึงการมีเพศสัมพันธ์ด้วยแม่เหล็ก (เช่น, กระแสเหนี่ยวนำ, การรั่วไหลของแม่เหล็ก) เมื่อเปลือกหุ้มอยู่ใกล้กับขดลวดแอคทีฟหรือแม่เหล็กถาวร.

อีเอ็มไอ / ป้องกันแม่เหล็ก

• เหล็กสีเทาสามารถทำหน้าที่เป็นเส้นทางแม่เหล็กหรือเกราะป้องกันบางส่วนสำหรับสนามความถี่ต่ำเนื่องจากการซึมผ่านได้, แต่ โลหะผสมแม่เหล็กอ่อนพิเศษหรือเหล็กไฟฟ้าเคลือบ เป็นที่ต้องการเมื่อต้องการประสิทธิภาพการป้องกันสูงและการสูญเสียต่ำ.
  ความต้านทานที่สูงขึ้นของเหล็กสีเทาช่วยได้ที่ความถี่กลาง, แต่ขาดการควบคุมการซึมผ่านและประสิทธิภาพการจำกัดแอนไอโซโทรปี.

การทดสอบกระแสเอ็ดดี้และการเชื่อมต่อ EMI

• ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นเป็นประโยชน์ในการลดกระแสไหลวนในสภาพแวดล้อมไฟฟ้ากระแสสลับ; อย่างไรก็ตาม, เกล็ดกราไฟท์และความพรุนทำให้สามารถทำนายผลกระทบของผิวหนังและการกระจายตัวของน้ำวนได้อย่างละเอียด.

ตำแหน่งเซ็นเซอร์แม่เหล็กและสนามเร่ร่อน

• วิศวกรที่ใช้ฟลักซ์เกต, ฮอลล์หรือเซ็นเซอร์อุปนัยใกล้กับการหล่อต้องพิจารณาความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเฉพาะที่จากโครงสร้างจุลภาคของเหล็กหล่อที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและความเค้นตกค้าง.

10. แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการวัดผลและการพิจารณา NDT

• เมื่อไหร่จะวัด.: ระบุการซึมผ่านหรือเส้นโค้ง B-H สำหรับการหล่อแบบวิกฤตทางแม่เหล็ก (ตัวเรือนแบริ่งในตัวกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้า, เฟรมที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรแม่เหล็ก).
• วิธีการวัด: คูปองขนาดเล็ก (ตำแหน่งตัวแทนและการวางแนว) วัดในห้องปฏิบัติการด้วยเพอร์มีมิเตอร์หรือ VSM;
  เพื่อการยอมรับของทางร้าน, มีการใช้มิเตอร์วัดความสามารถในการซึมผ่านแบบพกพาหรือการทดสอบวงแหวน/ปลอกสวม.
  รายงานทั้งสองอย่าง เริ่มต้นμr และ μrในสาขาที่เกี่ยวข้อง (เช่น, 0.5–1.0 ตัน) บวกกับลูปฮิสเทรีซิสหากการสูญเสีย AC มีความสำคัญ.
• สำหรับ MPI: ปรับเทียบกระแสแม่เหล็กให้ต่ำที่สุดที่จำเป็นเพื่อแสดงข้อบกพร่องโดยไม่กระตุ้นการคงอยู่ที่ไม่ต้องการ;
  โปรดจำไว้ว่าความแตกต่างของการบีบบังคับสามารถเปลี่ยนการคงสภาพแม่เหล็กไว้ได้ (ส่งผลต่อการล้างอำนาจแม่เหล็กหลังการทดสอบ).
• ปฐมนิเทศบันทึก: รายงานทิศทางของการทดสอบเสมอ (ขนาน/ตั้งฉากกับพื้นผิวการหล่อ) เพราะมีแอนไอโซโทรปีอยู่.

11. ความเข้าใจผิดทั่วไป & คำชี้แจง

เหล็กหล่อสีเทาทั้งหมดมีแม่เหล็กสูง

เท็จ. ความแรงของแม่เหล็กขึ้นอยู่กับเฟสเมทริกซ์: Ferritic EN-GJL-200 เป็นแม่เหล็กอย่างแรง (μᵢ = 380 ชม./ม), ในขณะที่ Pearlitic EN-GJL-300 มีแม่เหล็กปานกลาง (μᵢ = 220 ชม./ม). เกรดที่อุดมด้วยกราไฟท์ (ค >3.5%) มีการตอบสนองทางแม่เหล็กอ่อน.

ปริมาณคาร์บอนไม่ส่งผลต่อสนามแม่เหล็ก

เท็จ. คาร์บอนเกิดกราไฟท์ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก โดยเพิ่ม C จาก 3.0% ถึง 3.8% ลดการซึมผ่านได้ 30–40% (สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีแม่เหล็กสูง).

เหล็กหล่อสีเทาสามารถทดแทนเหล็กซิลิคอนในมอเตอร์กำลังสูงได้

เท็จ. เหล็กซิลิคอนมีค่า μₘ = 5,000–8000 H/m (2–สูงกว่าเหล็กหล่อสีเทาถึง 4 เท่า) และการสูญเสียฮิสเทรีซีสที่ต่ำกว่า เหล็กหล่อสีเทาถูกจำกัดให้ใช้กำลังต่ำถึงปานกลาง (≤5กิโลวัตต์) การใช้งาน.

การอบชุบด้วยความร้อนไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

เท็จ. การหลอมจะเปลี่ยนเพิร์ลไลต์เป็นเฟอร์ไรต์, เพิ่ม μᵢ 30–35%—สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการปรับประสิทธิภาพแม่เหล็กให้เหมาะสมในส่วนประกอบหลังการหล่อ.

12. บทสรุป

เหล็กหล่อสีเทาเป็นแม่เหล็ก, แต่เป็นวัสดุที่ไวต่อโครงสร้างจุลภาค.

โครงสร้างจุลภาคเฟอร์ริติกให้การซึมผ่านที่ดีที่สุดและการสูญเสียฮิสเทรีซิสต่ำที่สุด, ในขณะที่โครงสร้างจุลภาคแบบเพิร์ลไลติก/แช่เย็นจะลดการซึมผ่านและเพิ่มการบีบบังคับและฮิสเทรีซิส.

เกล็ดกราไฟต์ทำให้เกิดแอนไอโซโทรปีและลดความต่อเนื่องของแม่เหล็กเฉพาะจุดแต่เพิ่มความต้านทานไฟฟ้า (มีประโยชน์ในการจำกัดกระแสน้ำวน).

สำหรับสิ่งที่สำคัญทางแม่เหล็ก การคัดเลือกนักแสดง (MPI, ความใกล้ชิดกับอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า, การป้องกันบางส่วน) ระบุและวัดผล พารามิเตอร์แม่เหล็ก (เริ่มต้นμr, ห่วง B-H, การบีบบังคับ, ปฐมนิเทศ) บนคูปองตัวแทน.

เมื่อมีข้อสงสัย, สอบถามข้อมูล B–H จากโรงหล่อ หรือดำเนินการทดสอบการซึมผ่านอย่างง่ายระหว่างการตรวจสอบขาเข้า.

 

คำถามที่พบบ่อย

เป็นเหล็กหล่อสีเทามีแม่เหล็ก?

ใช่. เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้อง; อย่างไรก็ตาม, การซึมผ่านและฮิสเทรีซิสของมันขึ้นอยู่กับเมทริกซ์อย่างมาก (เฟอร์ไรต์กับเพิร์ลไลท์), ปริมาณกราไฟท์และการประมวลผล.

ฉันสามารถใช้เหล็กสีเทาเป็นวัสดุแกนแม่เหล็กได้หรือไม่?

ไม่ใช่สำหรับแกน AC ประสิทธิภาพสูง. เหล็กสีเทาสามารถพาฟลักซ์และให้การป้องกันบางส่วนที่ความถี่ต่ำ, แต่เหล็กไฟฟ้าหรือโลหะผสมแม่เหล็กอ่อนให้ผลดีกว่ามาก, ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้พร้อมการสูญเสียที่ต่ำกว่า.

กราไฟท์ส่งผลต่อผลลัพธ์ MPI อย่างไร?

กราไฟท์ลดการซึมผ่านของท้องถิ่นและทำให้เกิดแอนไอโซโทรปี.

บริเวณเฟอร์ริติกดึงดูดได้ง่ายขึ้นและแสดงความไวของ MPI ที่สูงขึ้น; พื้นที่เพิร์ลไลติก/พื้นที่เย็นต้องมีแรงดึงดูดที่แรงกว่าและอาจดักจับสิ่งตกค้าง.

ฉันควรขอข้อมูลแม่เหล็กใดจากซัพพลายเออร์?

ขอ: ตัวแทน ลูป B–H (สองทิศทางถ้าเป็นไปได้), เริ่มต้นและสูงสุดμr, การบีบบังคับ (HC), ความอิ่มตัว Bs และคำอธิบายการวางแนว/การบำบัดความร้อนที่วัดได้. ขอภาพถ่ายโลหะวิทยาที่แสดงสัณฐานวิทยาของกราไฟท์ด้วย.

ฉันจะลดการดึงดูดที่เหลือหลังจาก MPI ได้อย่างไร?

ใช้การลดอำนาจแม่เหล็ก AC แบบควบคุม (สนามสลับก็ค่อยๆลดลง) หรือใช้ฟิลด์ย้อนกลับ DC สูงกว่าฟิลด์ที่เหลือเล็กน้อย, ตามหลักปฏิบัติมาตรฐาน NDT. ตรวจสอบสนามตกค้างด้วยเกาส์มิเตอร์.