不同物質在磁場中的磁感應強度B值是不一樣的,即它們的磁性不同。為了反映不同物質在磁場中的變化,引入磁場強度H。它與磁感應強度的關系為
H=B/μ (2-1)
式中,μ是物質的磁導率,是一個反映物質導磁特性的物理量。
在國際單位制中,磁場強度的單位為安/米(A/m)。不同磁介質在磁場中的磁導率是不一樣的。在真空中,磁導率是一個定值,稱為真空磁導率,用μo表示,其單位為亨/米(H/m),μo=4πx10-7H/m 為了使用方便,往往把不同磁介質的磁導率μ與真空磁導率進行比較,獲得相對磁導率
μr=μ/μo(2-2)
由于空氣的μ值接近于,在一般情況下,將空氣中的磁場近似看成真空中的磁場。
磁性是物質的基本屬性之一。在外磁場的作用下,各種物質呈現一定的磁性。按其磁性可分為抗磁性物質、順磁性物質、鐵磁性物質、反鐵磁性物質與亞鐵磁性物質等多種。抗磁性物質、順磁性物質為弱磁性物質,表現為在外磁場作用下,物質呈現為與外磁場方向相同或者相反的成比例或不成比例的微弱磁化。鐵磁性物質與亞鐵磁性物質為強磁性物質,表現為在外磁場作用下呈現強烈磁化,其磁性比外磁場大若干倍,與外磁場的變化不成比例,而且還存在磁飽和現象。
工業上常用的鋼鐵材料屬于鐵磁性物質,其根據成分組織引起的磁特性參數變化規律,大致可分為四類:
第一類:磁性較軟
它們包括在供貨狀態下,碳的質量分數小于0.4%的碳素鋼,碳的質量分數小于0.3%的低合金鋼,以及退火狀態下的高碳鋼。這類鋼磁導率高,矯頑力低,剩磁較小,磁滯回線狹窄,最大磁能積也較低。
第二類:磁性中軟
它們包括在供貨和正火狀態下,碳的質量分數大于0.4%的碳素鋼以及同種狀態下的低中合金鋼、工具鋼以及部分高合金鋼,同時還包括此類鋼在淬火后進行450℃以上溫度回火者。這類鋼較第一類鋼的最大磁導率有所下降,矯頑力和磁能積有所提高,磁性有所降低。但總的來說還是容易磁化,鋼材剩磁也不大。
第三類:磁性中硬
此類材料為一般的淬火并進行300~400℃回火的中碳鋼、低中合金鋼、高合金工具鋼的供貨狀態,半馬氏體和馬氏體鋼的正火加高溫回火狀態,以及大部分冷拉材料。它們的磁性較前兩類為“硬”,磁化較困難,需要較大的外磁場進行磁化。同時,這類材料的剩磁較大,退磁較困難。
第四類:磁性較硬
其包括合金鋼淬火后回火溫度低于300℃的材料,以及工具鋼和馬氏體不銹鋼處理后硬度較大的材料。這類鋼由于磁性較硬,磁化困難,需要較大的外加磁場進行磁化。同時,這類材料剩磁也較大,退磁也較困難。
值得說明的是,以上較軟、中軟、中硬及較硬磁性等提法是為了區別于常見的軟磁及硬磁材料而言的,它們之間沒有一個明顯的量的差別。在實際工作中,應該根據不同材料的磁性及試驗條件來選取材料磁化的最佳技術條件。