Физическое моделирование получения наноструктур в сплавах с высокой демпфирующей способностью на основе системы Fe-Cr
Авторы: Винтайкин Б.Е., Беляков Н.А., Чудаков И.Б., Саидахметов П.А., Турмамбеков Т.А.
Опубликовано в выпуске: #4(40)/2015
DOI: 10.18698/2308-6033-2015-4-1389
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Нанотехнологии и наноматериалы
Приведены методы моделирования процессов получения наноструктур в результате распада на ферро- и парамагнитную фазы твердых растворов с объемно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой на основе систем Fe-C, Fe-Cr-Co в целях прогнозирования оптимальных способов создания материалов с высокими демпфирующими свойствами. Изложены требования к структуре сплавов с высокими демпфирующими свойствами. Выбраны два перспективных подхода к получению высоких демпфирующих свойств сплавов с помощью многоступенчатой термообработки. При первом подходе используют сплавы со структурой типа ферромагнитной губки, при втором - один из 12 основных типов структуры, возникающих при распаде в сплавах на основе Fe-Cr, но с малыми различиями как состава фаз, так и их намагниченностей. Моделирование основано на прямой минимизации свободной энергии двухфазного сплава при учете химического взаимодействия, магнитного и атомного упорядочения, упругих деформаций фаз. Рассмотрены оптимальные типы наноструктур для получения демпфирующих свойств и схемы их получения. Определены области нестабильности и метастабильности твердых растворов и перспективные области составов и температур многоэтапных термообработок, направленных на получение высоких демпфирующих свойств этих сплавов.
Литература
[1] Chudakov I.B., Polyakova N.A., Mackushev S.Yu., Udovenko V.A. On the Formation of High Damping State in Fe-Al and Fe-Cr Alloys. Solid State Phenomena, 2008, vol. 137, pp. 109-118.
[2] Кочард А. Магнитомеханическое затухание. Вонсовский С.В., ред. Магнитные свойства металлов и сплавов. Сб. ст. Москва, Изд-во иностр. лит. 1961, с. 328-363.
[3] Головин И.С. Внутреннее трение и механическая спектроскопия металлических материалов. Москва, Издательский дом МИСиС, 2012, 247 с.
[4] Kaneko H., Homma M., Nakamura Y. New ductile permanent magnet of Fe-Cr-Co system. AIP Conf. Proc., 1972, no. 5, pp. 1088-1092.
[5] Беляцкая И.С. О формировании высококоэрцитивного состояния в сплавах на основе Fe-Cr-Co. Металлы, 1984, № 1, с. 97-103.
[6] Винтайкин Б.Е., Кузьмин Р.Н., Сухарева Е.А. Классификация типов кристаллической структуры, возникающих при магнитном распаде в монокристаллах ОЦК твердых растворов на основе Fe-Cr-Co. Кристаллография, 1990, т. 35, вып. 2, с. 414-417.
[7] Rossiter P.L., Houghton M.E. Magnetic Properties and Micro-Structure of Fe-27,5 Cr-17,5 ta-0,5Al Alloys. Phys. Stat. Sol, 1978, vol. 47, no. 2, pp. 597-608.
[8] Никаноров В.Б., Селезнев А.П., Яковлев Б.А. Повышение техникоэкономических показателей серийных гистерезисных электродвигателей. Известия вузов. Сер. Электромеханика, 1987, № 3, с. 49-54.
[9] Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман Л.А. Термодинамика сплавов железа. Москва, Металлургия, 1984, 208 с.
[10] Беляков Н.А., Винтайкин Б.Е. Роль энергии упругих деформаций кристаллических решеток когерентно-сопряженных фаз в формировании фазового равновесия в многокомпонентных сплавах на основе системы железо-хром-кобальт. Металловедение и термообработка металлов, 2011, № 1, с. 44-50.
[11] Беляков Н.А., Винтайкин Б.Е. Исследование влияния энергии упругих деформаций когерентно-сопряженных фаз на фазовое равновесие в сплавах на основе системы Fe-Cr-Co методами термодинамического моделирования. Вестник МГТУ. Сер. Естественные науки, 2012, № 5, с. 65-74.
[12] Винтайкин Б.Е., Кузьмин Р.Н. Определение состава фаз в многокомпонентных твердых растворах при совместном использовании мессбауэров-ской спектроскопии и рентгеновской дифрактометрии. Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, вып. 24, с. 1531-1534.
[13] Винтайкин Б.Е., Винтайкин Е.З., Мильчарек Я., Микке К. Влияние энергии магнитного упорядочения на форму области расслоения в спинодально распадающихся сплавах Fe-Cr-Co. Металлы, 1999, № 6, с. 89.
[14] Юрчиков Е.Е., Сериков В.В., Иванова Г.В. Исследование структурных превращений в сплаве Fe-Cr-Co-Si методами ядерного гамма- и магнитного резонанса. ФММ, 1977, т. 44, вып. 1, с. 65-71.
[15] Alekseev N.A., Sidorov E.V., Vintaikin B.E. Commercial single-crystal permanent magnets from alloy Fe-Cr-Co-Mo. Intern. Conf. Intermag-90. Brighton (UK), 1990, p. 34.
[16] Chamberod A., Laugier J., Penisson J. Electron Irradiation Effects on Irion-Nickel Invar Alloys. J. Magn. a Magn. Mater., 1979, no. 10, pp. 139-144.
[17] Грузин Л.П., Родионов Ю.Л., Пряхин В.А. О диаграмме состояния железоникелевых сплавов. ДАН СССР,1980, т. 251, В. 6, с. 1384-1388.