电工常用材料（2）——磁性材料

磁性材料是电器设备、电子仪器、仪表和通信等工业中重要的材料。

磁性是物质的一个基本属性。磁介质磁性的物理量常用符号μ表示，μ越大，表示物质的导磁性能越好

电工常用磁性材料又称为铁磁材料，其相对磁导率μ1远远大于1。磁性材料按磁特性和应用，可分为阮瓷材料、硬磁材料和特殊磁材料三大类；按照材料组成可分为金属磁性材料和非金属磁性材料两大类。

二、磁性材料的磁化曲线

磁性材料的磁化曲线是磁性材料的磁感应强度B与外磁场的磁场强度H之间的关系曲线。我们把磁滞回线的顶点连接起来形成的曲线称为基本磁化曲线，其是一种常用的磁化曲线，也是软磁材料确定工作点的依据。

不同的磁性材料其基本磁化曲线是不同的。各种常用软磁材料的基本磁化曲线可在有关的手册中查到。

三、软磁材料

软磁性材料是一种既容易磁化也容易去磁的磁性材料，它的滞回线形状狭长且陡。常用的软磁材料可以分为金属软瓷材料和铁氧体软磁材料两大类。下面介绍几种采用软磁材料的基本性能：

1、电工纯铁（牌号代号DT）

主要特点： 含碳量在0.04%以下，饱和磁感应强度高、冷加工性好。但是电阻率低、铁损高，有磁时效现象。

应用范围： 一般用于直流磁场

2、硅钢片（牌号有DR\DW\DQ）

主要特点： 铁中加入0.8%——4.5%的硅，就是硅钢。其和电工纯铁相比电阻率高、铁损降低、磁时效基本消除。导热系数降低、硬度提高、脆性增大。

应用范围： 电动机、变压器、继电器、互感器和开关灯产品的铁芯

3、铁镍合金

主要特点： 和其它软磁性材料相比，在磁场下，磁导率高、矫顽力低，对应力比较敏感

应用范围： 频率在1MHz以下磁场中工作的器件

4、铁铝合金

主要特点： 和铁镍合金相比，电阻率高，相对密度小、但磁导率低。随着含铝量增加，硬度和脆性增大，塑性变差。

应用范围： 弱磁场和中等磁场下工作的器件

5、铁氧体软磁材料

主要特点： 烧结体、电阻率非常高，但是饱和磁感应强度低。温度稳定性也较差。

应用范围： 高频或者教高频范围内的电磁元件。

四、硬磁材料

硬磁材料又称永磁或恒磁材料。它的磁滞回线的形状宽厚，经强磁场饱和磁化后，具有较高的剩磁和矫顽力，当将磁化磁场去掉后，在较长时间内仍保持强而稳定的磁性。被广泛应用于磁电系电磁仪表、扬声器、永磁发电机及通信装置中。

1、铝镍钴合金

主要特点： 剩磁较大，磁感应强度受温度影响较小，居里点高，具有良好的磁特性和热稳定性。

应用范围：电动机、微电动机、磁电系仪表

2、铁氧体硬磁材料

主要特点： 矫顽力高、电阻率大、低廉；缺点是剩磁较低磁感应强度受温度影响较大。

应用范围： 高频器件

3、稀土钴硬磁材料

主要特点： 是目前磁性能最高的一种新型的金属硬磁材料。具有极高的矫顽力和磁能积与铝钴镍相比其缺点是：价格较贵，居里点稍低磁感应强度受温度影响较大，高温会产生退磁。

应用范围： 微型或薄片的永磁体

4、塑性变形硬磁材料

主要特点： 经过适当的热处理塑性好、具有良好的机械加工性能。

应用范围： 丝、带、棒及其他特殊形状的永磁体

钢材的命名规则，搞了这么多年机械，这会搞明白了

我国在此是以钢材的用途分类作为表示方法分类的基础：

1)碳素结构钢

　　表示方法：Q+数字+(质量等级符号)+(脱氧方法符号)+(专门用途的符号)

　　①钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点;

　　②“Q”后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢;

　　③必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。

　　脱氧方法符号：F表示沸腾钢;b表示半镇静钢：Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

　　专门用途的碳素钢：例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。

2)优质碳素结构钢

　　表示方法：数字+(元素符号)+(脱氧方法符号)+(专门用途的符号)

　　①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。

　　②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。

　　③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。

3)碳素工具钢

　　表示方法：字母T+数字+(元素符号)+(质量等级符号)

　　①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。

　　②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

　　③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。

　　④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。

4)易切削钢

　　表示方法：字母Y+数字+(元素符号)

　　①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。

　　②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。

　　③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。

5)合金结构钢

　　表示方法：(专门用途符号)+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+(质量等级符号)+(专门用途符号)

　　①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。

　　②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

　　③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中：钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。

　　④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。

　　⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi

6)低合金高强度钢

　　表示方法：(专门用途符号)+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+(质量等级符号)+(专门用途符号)

　　①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。

　　②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7)弹簧钢

　　弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。

8)滚动轴承钢

　　表示方法：

　　高碳铬轴承钢：字母G+Cr元素符号和数字

　　渗碳轴承钢：字母G+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+(质量等级符号)

　　①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。

　　②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。

9)合金工具钢和高速工具钢

　　①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量;当平均碳含量<1.0%时，以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

　　②钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。

　　③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10)不锈钢和耐热钢

　　①钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%，若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。

　　②对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11)焊条钢

　　它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12)电工用硅钢

　　①钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。

　　②字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。

　　③钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的;未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。

　　例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13)电工用纯铁

　　①它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。

　　②在数字后面所加的字母表示电磁性能：A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。

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