ES2252716T3 - Aleacion de hierro-cobalto-vanadio debilmente magnetica de gran resistencia. - Google Patents
Aleacion de hierro-cobalto-vanadio debilmente magnetica de gran resistencia.Info
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Abstract
Aleación de hierro-cobalto-vanadio débilmente magnética y de gran resistencia que se compone de 35, 0 Co 55, 0% en peso, 0, 75 V 2, 5% en peso, 0 (Ta + 2 x Nb) 1, 0% en peso, 0, 3 < Zr 1, 5% en peso, Ni 5, 0% en peso, el resto Fe así como impurezas condicionadas por la fundición y/o aleatorias.
Description
Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética de gran resistencia.
La invención se refiere a una aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética de gran resistencia, que puede utilizarse especialmente
para generadores eléctricos, motores y cojinetes magnéticos en
aviones. Los generadores eléctricos, motores y cojinetes magnéticos
en aviones deben tener, además de un tamaño estructural lo más
pequeño posible, también un peso lo más bajo posible. Por ello, para
estas aplicaciones se utilizan aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnéticas, que presentan una inducción de saturación elevada.
Las aleaciones de hierro-cobalto
binarias con un contenido de cobalto entre el 33 y el 55% en peso
son extraordinariamente frágiles, lo que se debe a la formación de
una superestructura ordenada a temperaturas por debajo de los 730ºC.
La adición de aproximadamente un 2% en peso de vanadio perjudica la
transferencia a esta superestructura, de modo que puede lograrse
una deformación en frío relativamente buena tras el enfriamiento
brusco a temperatura ambiente desde temperaturas por encima de
730ºC.
Como aleación básica ternaria se conoce, en
consecuencia, una aleación de
hierro-cobalto-vanadio que contiene
un 49% en peso de hierro, un 49% en peso de cobalto y un 2% en peso
de vanadio. Esta aleación se conoce desde hace mucho tiempo y se
describe detalladamente, por ejemplo, en "R. M. Bozorth,
Ferromagnetism, van Nostrand, Nueva York (1951)". Esta
aleación de hierro-cobalto que contiene vanadio se
distingue por su elevadísima inducción de saturación de
aproximadamente 2,4 T.
Un perfeccionamiento de esta aleación ternaria de
hierro-cobalto que contiene vanadio se conoce por el
documento US 3.634.072. En éste se describe, durante la producción
de bandas de aleación, un enfriamiento brusco de la banda de
aleación laminada en caliente desde una temperatura por encima de la
temperatura de transición de fase de 730ºC. Este proceso en
necesario para que la aleación sea suficientemente dúctil para el
laminado en frío posterior. Con el enfriamiento brusco se elimina
el ajuste ordenado. El enfriamiento brusco es, sin embargo, muy
importante en cuanto a la técnica de producción, ya que en las
denominadas pasadas de laminación en frío pueden producirse muy
fácilmente roturas de la banda. Por este motivo, se han realizado
esfuerzos considerables para aumentar la ductilidad de las bandas
de aleación y así aumentar la seguridad en la producción.
El documento US 3.634.072 propone, en
consecuencia, como adiciones que aumentan la ductilidad, una adición
de un 0,02 a un 0,05% de niobio y/o de un 0,07 a un 0,3% en peso de
circonio.
El niobio, que por otro lado puede sustituirse
también por el homólogo tántalo, no solo tiene en el sistema de
aleación de hierro-cobalto la propiedad de suprimir
en gran medida el grado de ordenación, lo que se ha descrito por
ejemplo en R. V. Major y C. M. Orrock en "High saturation ternary
cobalt-iron based alloys", IEEE Trans. Magn. 24
(1988), 1856-1858, sino que también inhibe el
crecimiento de grano.
La adición de circonio en las cantidades
propuestas en el documento US 3.634.072 de, como máximo, un 0,3% en
peso inhibe igualmente el crecimiento de grano. Ambos mecanismos
mejoran fundamentalmente la ductilidad de la aleación tras el
enfriamiento brusco.
Además de esta aleación de
hierro-cobalto-vanadio que contiene
circonio y niobio, de gran resistencia, conocida por el documento
US 3.634.072, se conocen además aleaciones también sin circonio por
el documento US 5.501.747.
En este documento se proponen aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio que se
emplean en generadores de aviones de rotación rápida y en cojinetes
magnéticos. El documento US 5.501.747 está basado en la enseñanza
del documento US 3.364.072 y limita el contenido de niobio allí
indicado a un 0,15-0,5% en peso. Además, en éste se
recomienda un recocido final especial magnético, con el que la
aleación puede temperarse a una temperatura no superior a 740ºC
durante no más de aproximadamente cuatro horas, preferiblemente no
más de dos horas, para elaborar un objeto que presenta un límite de
estirado de al menos, aproximadamente, 620 MPa. Esto es muy
restrictivo y muy poco habitual, ya que normalmente las aleaciones
de hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnéticas se recuecen a temperaturas por encima de 740ºC y por
debajo de 900ºC.
Con la temperatura de recocido pueden ajustarse
las propiedades magnéticas y mecánicas. Ambas propiedades son
decisivas para el uso de las aleaciones. Sin embargo, la
optimización simultánea de estas dos propiedades es muy difícil,
puesto que las propiedades son contrapuestas:
- 1.
- Si se recuece la aleación a una temperatura más elevada, se obtiene un grano más grueso y, por tanto, buenas propiedades de magnetización débil. Las propiedades mecánicas obtenidas de esta manera son generalmente, no obstante, relativamente malas.
- 2.
- Si por el contrario se recuece la aleación a temperaturas más bajas, se obtienen mejores propiedades mecánicas gracias a un grano más fino. Sin embargo, el grano más fino comporta peores propiedades magnéticas.
Una gran desventaja de la elección de aleación
indicada en el documento US 5.501.747 reside en la necesidad del
recocido breve antes mencionado, que sólo debe llevarse a cabo
aproximadamente de una a dos horas a una temperatura cercana al
límite de fase, de forma ordenada/desordenada, para lograr
propiedades magnéticas y mecánicas
útiles.
útiles.
Para una gran cantidad de material recocido sólo
puede realizarse, por tanto, con mucha dificultad, una seguridad en
la producción, debido a los diferentes tiempos de calentamiento y
debido a las oscilaciones de temperatura en el interior del
material recocido. En la producción a gran escala industrial,
generalmente se llega a variaciones intolerables con respecto a los
límites elásticos que caracterizan las propiedades mecánicas
Por tanto, un objetivo de la presente invención
es la preparación de una nueva elección de aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y muy resistente, que se distingue por muy buenas
propiedades mecánicas, especialmente por límites elásticos muy
altos.
Las aleaciones deben presentar además, también en
el caso de tiempos de recocido más largos de al menos dos horas con
una gran seguridad en la producción, límites elásticos de superiores
a 600 MPa, preferiblemente superiores a 700 MPa.
Las aleaciones deben presentar, además,
simultáneamente valores de inducción de saturación elevados e
intensidades del campo coercitivo lo más bajas posible, es decir,
deben mostrar un comportamiento de magnetización débil
excelente.
Según la invención, este objetivo se consigue
mediante una elección de aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética, que consiste esencialmente en
35,0 \leq Co \leq 55,0% en peso,
0,75 \leq V\leq 2,5% en peso,
0\leq (Ta + 2 x Nb) \leq 0,8% en peso,
0,3 < Zr \leq 1,5% en peso,
Ni \leq 5,0% en peso, y el resto Fe así como
impurezas condicionadas por la fundición y/o aleatorias.
Por el concepto "consiste esencialmente en"
se entiende aquí y en lo sucesivo que la elección de aleación según
la invención, además de los componentes principales indicados de Co,
V, Zr, Nb, Ta y Fe, sólo puede presentar impurezas condicionadas
por la fundición y/o aleatorias en cantidades tales que no
perjudiquen significativamente ni las propiedades mecánicas ni las
magnéticas.
Se ha mostrado de forma totalmente sorprendente
que las aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio con contenido
en circonio por encima del 0,3% en peso presentan propiedades
mecánicas esencialmente mejores, logrando al mismo tiempo
excelentes propiedades magnéticas, que las aleaciones mencionadas al
principio en el estado de la técnica.
Esto se debe a que, mediante la adición de
circonio en cantidades superiores al 0,3% en peso, se llega dentro
de la estructura a la formación de una fase de Laves hexagonal no
conocida hasta ahora entre los granos individuales, que influye de
forma muy positiva en las propiedades mecánicas y magnéticas. Esta
fase de Laves hexagonal, desde el punto de vista de la metalurgia y
la cristalografía, no debe confundirse con la fase de Laves cúbica
descrita en el documento US 5.501.747. Tan solo existe una identidad
parcial con el nombre. Esta significativa adición de circonio
comporta, especialmente en conjunción con niobio y/o tántalo, una
mejora significativa en la ductilidad.
En una forma de realización preferida, la
aleación de hierro-cobalto-vanadio
débilmente magnética según la invención presenta un contenido de
circonio del 0,5 \leq Zr\leq 1,0% en peso, de manera ideal un
contenido de circonio del 0,6\leq Zr\leq 0,8% en peso.
Normalmente, el contenido de cobalto es del
48,0\leq Co\leq 50,0% en peso. Pero incluso con aleaciones cuyo
contenido de cobalto se sitúa entre 45,0\leq Co\leq 48,0%
pueden obtenerse muy buenos resultados. El contenido de níquel
debería ser de Ni\leq 1,0% en peso, de forma ideal de Ni\leq
0,5% en peso.
En una configuración típica de la presente
invención, la aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética según la invención presenta un contenido de vanadio del
1,0\leq V\leq 2,0% en peso, de forma ideal un contenido de
vanadio del 1,5\leq V\leq 2,0% en peso.
Para obtener ductilidades especialmente buenas se
prevén según la presente invención contenidos de niobio y/o tántalo
del 0,04\leq (Ta + 2 x Nb)\leq 0,8% en peso, de forma
ideal del 0,04\leq (Ta + 2 x Nb)\leq 0,3% en peso.
Las aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnéticas y de gran resistencia según la invención presentan
además un contenido de impurezas metálicas condicionadas por la
fundición y/o aleatorias de:
Cu\leq 0,2, Cr\leq 0,3, Mo\leq 0,3,
Si\leq 0,5, Mn\leq 0,3 y Al\leq 0,3;
preferiblemente de
Cu\leq 0,1, Cr\leq 0,2, Mo\leq 0,2,
Si\leq 0,2, Mn\leq 0,2 y Al\leq 0,2;
de forma ideal
Cu\leq 0,06, Cr\leq 0,1, Mo\leq 0,1,
Si\leq 0,1, Mn\leq 0,1.
Además, las impurezas no metálicas se encuentran
normalmente en el intervalo de:
P\leq 0,01, S\leq 0,02, N\leq 0,005,
O\leq 0,05, y C\leq 0,05;
Preferiblemente en el intervalo de:
P\leq 0,005, S\leq 0,01, N\leq 0,002,
O\leq 0,02, y C\leq 0,02;
de forma ideal en el intervalo de:
S\leq 0,005, N\leq 0,001, O\leq 0,01, y
C\leq 0,01.
Las aleaciones según la invención pueden fundirse
mediante procedimientos diversos. Básicamente son posibles todas
las técnicas actuales como, por ejemplo, la fundición por aire o la
producción por fundición de inducción al vacío (VIM = vacuum
induction melting).
Para producir las aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnéticas según la invención se prefiere, no obstante, el
procedimiento VIM, ya que los contenidos de circonio relativamente
altos pueden ajustarse mejor. En el caso de la fundición por aire,
las aleaciones que contienen circonio presentan una elevada
combustión, de modo que forman óxidos de circonio y otras impurezas
no deseadas. En conjunto, con el empleo del procedimiento VIM el
contenido de circonio puede ajustarse mejor.
La fundición de aleación se vacía entonces en
moldes. Tras la solidificación el bloque fundido se reduce mediante
un torno y, a continuación, se lamina a una temperatura entre 900ºC
y 1300ºC para formar un desbaste.
De forma alternativa, puede prescindirse también
de la reducción de la capa de óxido en la superficie de los bloques
fundidos. En lugar de eso, el desbaste debe trabajarse entonces en
su superficie de forma correspondiente.
El desbaste resultante se lamina entonces en
caliente a temperaturas similares, es decir, a temperaturas también
superiores a 900ºC para formar una banda. La banda de aleación
obtenida laminada en caliente entonces es demasiado frágil para un
proceso de laminado en frío adicional. En consecuencia, la banda de
aleación laminada en caliente se enfría bruscamente en agua,
preferiblemente en agua salada congelada, desde una temperatura por
encima de la transición de fase, de forma ordenada o desordenada,
que se sitúa de forma conocida a una temperatura de aproximadamente
730ºC.
Mediante este tratamiento, la banda de aleación
es ahora suficientemente dúctil. Tras la eliminación de la capa de
óxido de la banda de aleación, que puede realizarse por ejemplo
mediante decapado o chorro, la banda de aleación se lamina en frío,
por ejemplo hasta un grosor de aproximadamente 0,35 mm.
A continuación se producen las formas deseadas a
partir de la banda de aleación laminada en frío. Esta conformación
se realiza generalmente por estampado. Otros procedimientos son
corte por láser, electroerosión por alambre, corte por chorro de
agua o similares.
Tras esta conformación se realiza el importante
recocido final magnético, en el que pueden ajustarse de forma
precisa las propiedades magnéticas y las propiedades mecánicas del
producto final mediante la variación de la duración del recocido y
la temperatura del recocido.
La invención se explica a continuación con ayuda
de ejemplos de realización y ejemplos comparativos. Las diferencias
de las aleaciones individuales con respecto a sus propiedades
mecánicas y magnéticas se ilustran en las figuras 1 a 8, que
muestran respectivamente la intensidad del campo coercitivo H_{c}
en función de los límites elásticos
R_{p0,2}.
R_{p0,2}.
Todos los ejemplos de realización y todos los
ejemplos comparativos se produjeron vaciando masas fundidas al
vacío en moldes planos. La capa de óxido presente sobre los bloques
fundidos se rebajó a continuación con la fresa.
A continuación, los bloques fundidos se laminaron
conjuntamente en caliente a una temperatura de 1150ºC con un grosor
de d=3,5 mm.
Después los desbastes resultantes se enfriaron
bruscamente en agua congelada desde una temperatura de T=930ºC. Los
desbastes laminados en caliente, enfriados bruscamente, se laminaron
finalmente en frío a un grosor de d’=0,35 mm. A continuación se
estamparon muestras de tracción y anillos. En las muestras de
tracción y anillos formados se realizaron los correspondientes
recocidos magnéticos finales.
Todos los parámetros de aleación, los resultados
de las mediciones magnéticas y los resultados de las mediciones
mecánicas se reproducen en las tablas 1 a 26.
Para el estudio de las propiedades mecánicas se
realizaron pruebas de tracción, en las que se midió el módulo
elástico E, el límite elástico R_{p0,2}, la resistencia a la
tracción R_{m}, el alargamiento a la rotura A_{L} así como la
dureza H. Como parámetro mecánico esencial se estimó el límite
elástico R_{p0,2.}
Las propiedades magnéticas se estudiaron en los
anillos estampados. En los anillos estampados se determinó la curva
de imantación inicial B-H estática así como la
intensidad del campo coercitivo estática H_{c}.
A continuación se discuten con ayuda de las
tablas 1 a 33 así como las figuras 1 a 15 los ejemplos comparativos
y los ejemplos de realización de la presente invención.
Muestran:
la tabla 1, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/5964 a 93/6018 después del recocido final
de una hora a 720ºC con H_{2}
la tabla 2, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido final
de una hora a 720ºC con H_{2}
la tabla 3, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido final
de una hora a 720ºC con H_{2}
la tabla 4, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/5964 a 93/6018 después del recocido final
de dos horas a 720ºC con H_{2}
la tabla 5, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido final
de dos horas a 720ºC con H_{2}
la tabla 6, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido final
de dos horas a 720ºC con H_{2}
la tabla 7, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido final
de cuatro horas a 720ºC con H_{2}
la tabla 8, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido final
de cuatro horas a 720ºC con H_{2}
la tabla 9, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido final
de una hora a 730ºC con H_{2}
la tabla 10, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de dos horas a 730ºC con H_{2}
la tabla 11, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de una hora a 740ºC con H_{2}
la tabla 12, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido
final de una hora a 740ºC con H_{2}
la tabla 13, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de dos horas a 740ºC con H_{2}
la tabla 14, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido
final de dos horas a 740ºC con H_{2}
la tabla 15, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/5964 a 93/6018 después del recocido
final de cuatro horas a 740ºC con H_{2}
la tabla 16, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6306 después del recocido
final de cuatro horas a 740ºC con H_{2}
la tabla 17, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido
final de cuatro horas a 740ºC con H_{2}
\newpage
la tabla 18, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de una hora a 750ºC con H_{2}
la tabla 19, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de una hora a 770ºC con H_{2}
la tabla 20, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6289 después del recocido
final de dos horas a 770ºC con H_{2}
la tabla 21, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/5964 a 93/6018 después del recocido
final de cuatro horas a 770ºC con H_{2}
la tabla 22, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6284 después del recocido
final de cuatro horas a 770ºC con H_{2}
la tabla 23, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido
final de cuatro horas a 770ºC con H_{2}
la tabla 24, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/5964 a 93/6018 después del recocido
final de cuatro horas a 800ºC con H_{2}
la tabla 25, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6278 a 93/6306 después del recocido
final de cuatro horas a 800ºC con H_{2}
la tabla 26, propiedades de masas fundidas
especiales de los lotes 93/6655 a 93/6666 después del recocido
final de cuatro horas a 800ºC con H_{2}
la tabla 27, estado estructural de las masas
fundidas 93/7179 a 93/7183 después del enfriamiento brusco desde
distintas temperaturas
la tabla 28, propiedades de los lotes 93/7180 a
93/7184 así como 74/5517 y 99/5278 después del recocido final de
una hora a 720ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
la tabla 29, pérdidas por histéresis de las masas
fundidas de los lotes 93/7180 a 93/7184 así como 74/5517 y 99/5278
para diversas modulaciones y frecuencias después del recocido final
de una hora a 720ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
la tabla 30, propiedades de los lotes 93/7180 a
93/7184 así como 74/5517 y 99/5278 después del recocido final de
dos horas a 750ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
la tabla 31, pérdidas por histéresis de las masas
fundidas de los lotes 93/7180 a 93/7184 así como 74/5517 y 99/5278
para diversas modulaciones y frecuencias después del recocido final
de dos hora a 750ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
la tabla 32, propiedades de los lotes 93/7180 a
93/7184 así como 74/5517 y 99/5278 después del recocido final de
cuatro horas a 840ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
la tabla 33, pérdidas por histéresis de las masas
fundidas de los lotes 93/7180 a 93/7184 así como 74/5517 y 99/5278
para diversas modulaciones y frecuencias después del recocido final
de cuatro horas a 840ºC con H_{2}; grosor: 0,35 mm
Se produjeron bajo las denominaciones de lotes
93/5973 así como bajo las denominaciones de lotes 93/5969 y 93/5968
aleaciones según el estado de la técnica. El lote 93/5973
corresponde a una aleación tal como la que puede desprenderse del
documento mencionado al principio US 3.634.072 (Ackermann), es
decir, una aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia con una pequeña adición de circonio
inferior al 0,3% en peso.
La adición de circonio fue exactamente de un
0,28% en peso.
Los lotes 93/5969 así como 93/5968 eran
aleaciones tales como corresponden al documento mencionado al
principio US 5.501.747 (Masteller). Se trataba de aleaciones de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnéticas y de gran resistencia sin circonio.
Las propiedades de estas aleaciones pueden
desprenderse de las tablas 1, 4, 15, 21 y 24.
Estas tablas reproducen las propiedades de las
aleaciones fundidas con distintos recocidos finales.
En este sentido, la duración de los recocidos
finales así como las temperaturas de recocido variaron. Las
temperaturas de recocido variaron de 720ºC a 800ºC. La duración de
los recocidos finales varió de una hora hasta cuatro horas.
Las figuras 1, 2 y 3 ofrecen un resumen gráfico
de los resultados obtenidos con estas tres aleaciones del estado de
la técnica. Tal como puede desprenderse de estas figuras, con estas
aleaciones sólo puede alcanzarse un límite elástico alto, es decir
un límite elástico R_{p0,2} superior a 700 MPa, si se aceptan
pérdidas apreciables en el comportamiento de magnetización débil.
Las tres aleaciones muestran ya en el intervalo de 700 MPa, y por
encima de éste, un comportamiento magnético
semi-duro, es decir, una intensidad del campo
coercitivo H_{c} de más de 6,0 A/cm.
Como ejemplos de realización según la presente
invención se produjeron cinco lotes de aleación distintos que se
enumeran según las denominaciones de lotes 93/6279, 93/6284, 93/6655
así como 93/6661 en las tablas 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,
14, 16, 17, 22, 23, 25 y 26.
En las aleaciones se varió, por un lado, el
contenido de circonio, por otro lado, el contenido de circonio
junto con los otros componentes de aleación responsables de la
ductilidad: niobio y tántalo.
También con estos lotes de aleación se variaron
tanto las temperaturas de recocido durante el recocido magnético
final como los tiempos de recocido final. Los tiempos de recocido
final variaron entre una hora y cuatro horas. Las temperaturas de
recocido final variaron entre 720ºC y 800ºC.
En las figuras 4 a 8 puede desprenderse un
resumen gráfico de los resultados individuales. En estas figuras se
muestra también la intensidad del campo coercitivo H_{c} como
función del límite elástico R_{p0,2}. A diferencia de las
aleaciones del estado de la técnica, que se trataron anteriormente
en los ejemplos comparativos, las aleaciones según la presente
invención muestran límites elásticos muy altos con un comportamiento
simultáneo de magnetización débil muy bueno.
Esto se puede deducirse especialmente de las
figuras 7 y 8. Las aleaciones allí mostradas presentan en el
intervalo del límite elástico valores sobre 700 MPa con intensidades
del campo coercitivo de aproximadamente 5,0 A/cm.
Especialmente en la figura 3 puede deducirse que,
con el empleo de cantidades de circonio por debajo del 0,30% en
peso, tal como enseña el documento US 3.634.072, no pueden
producirse en la práctica aleaciones realmente resistentes.
En comparación con la composición de 49,2 Co; 1,9
V; 0,16 Ta; 0,77 Zr; resto Fe, se varió el contenido de V del
0-3% y el contenido de Co del 10-49%
en los lotes 93/7179 a 93/7184. Estos ejemplos de realización se
resumen en las figuras 9 a 15 y en las tablas 26 a 32. Los lotes
74/5517, 99/5278 son una aleación comparativa del estado de la
técnica.
La tabla 26 muestra el estudio de la temperatura
de enfriamiento brusco adecuada para las pruebas de masas fundidas
especiales de los lotes 93/7179 a 93/7183. Sólo el lote 93/7184 se
laminó en frío sin enfriamiento brusco. Después del enfriamiento
brusco con las temperaturas establecidas en cada caso, véase la
tabla 26, pudieron laminarse en frío las bandas para obtener el
grosor final.
Las figuras 9 a 11 muestran la relación entre
inducción e intensidad de campo para los lotes 93/7179 a 93/7184
después de un recocido final con distintos parámetros de recocido.
Los valores de inducción se corrigen por flujo de aire según las
normas ASTM A 341/A 341 M e IEC 404-4. Estos
resultados así como los resultados de las pruebas de tracción se
enumeran en las tablas 27, 29 y 31.
La relación entre el contenido de Co así como el
contenido de V y el límite elástico R_{p0,2} se representa
gráficamente en las figuras 12 y 13.
Las tablas 28, 30 y 32 muestran la resistencia
específica así como las pérdidas por histéresis para los lotes
93/7179 a 93/7184. La relación entre la resistencia eléctrica
específica \rho_{e1} y el contenido de Co o V para distintos
parámetros de recocido se representan gráficamente en las figuras 14
y 15.
Las aleaciones según la presente invención son
adecuadas de modo especialmente excelente para cojinetes magnéticos,
especialmente para los rotores de cojinetes magnéticos, tal como se
describen en el documento US 5.501.747, y también como material
para generadores y motores.
Claims (20)
1. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia que se compone de
\vskip1.000000\baselineskip
35,0 \leq Co \leq 55,0% en peso,
0,75 \leq V\leq 2,5% en peso,
0\leq (Ta + 2 x Nb) \leq 1,0% en peso,
0,3 < Zr \leq 1,5% en peso,
Ni \leq 5,0% en peso,
\vskip1.000000\baselineskip
el resto Fe así como impurezas
condicionadas por la fundición y/o
aleatorias.
2. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 1 en la que
el contenido de circonio es 0,5\leqZr\leq1,0% en peso.
3. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 2, en la
que el contenido de circonio es de 0,6\leq Zr\leq0,8% en
peso.
4. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 3, en la que el contenido de cobalto es de entre 45,0\leq
Co\leq 50,0% en peso.
5. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 4, en la
que el contenido de cobalto es de entre 48,0\leq Co\leq 50,0% en
peso.
6. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 5, en la que el contenido de vanadio es de entre 1,0\leq V\leq
2,0% en peso.
7. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 6, en la que el contenido de vanadio es de entre 1,5\leq V\leq
2,0% en peso.
8. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 7, en la que el contenido de niobio y/o tántalo es de entre
0,04\leq (Ta + 2 x Nb) \leq 0,8% en peso.
9. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 8, en la
que el contenido de niobio y/o tántalo es de entre 0,04\leq (Ta +
2 x Nb) \leq 0,5% en peso.
10. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 9, en la
que el contenido de niobio y/o tántalo es de entre 0,04\leq (Ta +
2 x Nb) \leq 0,3% en peso.
11. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 10, en la que el contenido de níquel es Ni\leq 1,0% en peso.
12. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 11, en la
que el contenido de níquel es Ni\leq 0,5% en peso.
13. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 12, en la que el contenido de impurezas metálicas condicionadas
por la fusión y/o aleatorias es de Cu\leq 0,2, Cr\leq 0,3,
Mo\leq 0,3, Si\leq 0,5, Mn\leq 0,3 y Al\leq 0,3.
14. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 13, en la
que el contenido de impurezas metálicas condicionadas por la fusión
y/o aleatorias es de Cu\leq 0,1, Cr\leq 0,2, Mo\leq 0,2,
Si\leq 0,2, Mn\leq 0,2 y Al\leq 0,3.
15. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 14, en la
que el contenido de impurezas metálicas condicionadas por la fusión
y/o aleatorias es de Cu\leq 0,06, Cr\leq 0,1, Mo\leq 0,1,
Si\leq 0,1, Mn\leq 0,1.
16. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 15, en la que el contenido de impurezas no metálicas condicionadas
por la fusión y/o aleatorias es de P\leq 0,01, S\leq 0,02,
N\leq 0,005, O\leq 0,05 y C\leq 0,05.
17. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 16, en la
que el contenido de impurezas no metálicas condicionadas por la
fusión y/o aleatorias es de P\leq 0,005, S\leq 0,01, N\leq
0,002, O\leq 0,02 y C\leq 0,02.
18. Aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según la reivindicación 17, en la
que el contenido de impurezas no metálicas condicionadas por la
fusión y/o aleatorias es de S\leq 0,005, N\leq 0,001, O\leq
0,01 y C\leq 0,01.
19. Uso de una aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 18 como material para cojinetes magnéticos.
20. Uso de una aleación de
hierro-cobalto-vanadio débilmente
magnética y de gran resistencia según una de las reivindicaciones 1
a 18 como material para rotores.
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