ВЛИЯНИЕ СИЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕССЫ ВОЗВРАТА В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В АМОРФНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

  • Василий Александрович Милютин Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук
Ключевые слова: отжиг в магнитном поле, сплавы на основе железа, холоднокатаные сплавы, аморфный сплав, метод EBSD

Аннотация

Настоящая статья посвящена изучению вопроса формирования структуры в процессе отжига под действием сильного магнитного поля в сплавах на основе железа. Подобные исследования приобрели значительную актуальность в последние годы, так как выяснение механизмов взаимодействия сильных магнитных полей с процессами, происходящими в твердых телах, представляет важность как с фундаментальной точки зрения, так и с практической. Несмотря на активность исследователей и наличие достаточного количества работ, данный вопрос по сей день остается открытым, а приводимые в научной литературе сведения и объяснения часто противоречат друг другу. В статье приведены экспериментальные данные, полученные в результате отжига образцов в условиях сильного постоянного магнитного поля 6, 10 и 20 Тл. В процессе отжига происходили процессы возврата деформированных холодной прокаткой сплавов Fe-3 % Si и Fe-50 % Ni. Исследованы структура, магнитные свойства и микротвердость. Установлено, что магнитное поле задерживает процессы возврата в кристаллических деформированных сплавах, а также способствует формированию в них зародышей с направлением легкого намагничивания. Это связывается в первую очередь с влиянием магнитного поля на движение дислокаций. Кроме того, проведена кристаллизация полученного закалкой на барабан аморфного сплава Fe81Si7B12. В аморфных сплавах кристаллизация в условиях сильного магнитного поля приводит к увеличению размера образующихся зерен по сравнению с кристаллизацией без поля. Какого-либо влияния магнитного поля на текстуру сплавов, кристаллизованных из аморфного состояния, не выявлено.

Биография автора

Василий Александрович Милютин, Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории микромагнетизма

Литература

Smolukowski R., Turner R. Influence of magnetic field on recrystallization // Journal of Applied Physics. 1949. Vol. 20. № 8. P. 745–746.
Граник Г.И., Берштейн М.Л. О влиянии магнитного поля на текстуру рекристаллизации железа // Физика металлов и металловедение. 1966. Т. 21. № 1. С. 837–841.
Martikeinen H.O., Lindroos V.K. Observations on the effect of magnetic field on the recrystallization in ferrite // Scandinavian Journal of Metallurgy. 1981. Vol. 10. № 1. P. 3–8.
Watenabe T., Suzuki Y., Tanii S., Ikawa H. The effects of magnetic annealing on recrystallization and grain boundary character distribution (GBCD) in iron-cobalt alloy polycrystals // Philosophical magazine letters. 1990. Vol. 62. № 1. P. 19–17.
Садовский В.Д. Магнитное поле и фазовые превращения в стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1965. № 7. С. 16–18.
Кривоглаз М.А., Садовский В.Д., Смирнов Л.В., Фокина Е.А. Закалка стали в магнитном поле. М.: Наука, 1977. 119 с.
Liu K.M., Lu D.P., Zhou H.N., Wen S.F., Wei S.Y., Hu Q., Wan Z.Z. Microstructure and properties of Cu-17Fe alloy aged treatment in high magnetic field // Advanced Materials Research. 2011. Vol. 194-196. P. 1270–1274.
Bennett T.A., Jaramillo R.A., Laughlin D.E., Wilgen J.B., Kisner R., Mackiewicz-Ludtka G., Ludtka G.M., Kalu P.N., Rollett A.D. Texture evolution In Fe-1%Si as a function of high magnetic field // Solid State Phenomena. 2005. Vol. 105. P. 151–156.
Masahashi N., Matsuo M., Watanabe K. Development of preferred orientation in annealing of Fe–3.25% Si in high magnetic field // Journal of Materials Research. 1998. Vol. 13. № 2. P. 457–461.
Kim B., Park S., Kim S. The effect of magnetic field annealing on the texture of 2nd recrystallization for a deformed Fe-3.2%Si steel sheet // Metals and materials. 2004. Vol. 10. № 6. P. 559–565.
Bacaltchuk C.M.B., Castello-Blanco G.A., Garmestani H. Magnetic field effect on the microstructure of low silicon steel // Proc. 14th Int. Conf. on Textures of Mate rials (Leuven). Switzerland, 2005. P. 1165–1170.
Watanabe T., Tsurekawa S., Zhao X., Zuo L., Esling C. A new challenge: grain boundary engineering for advanced materials by magnetic field application // Journal of Materials Science. 2006. Vol. 41. № 23. P. 7747–7759.
Zhang Y., Esling C., Zhao X., Zuo L. Application of a high magnetic field during thermo-treatment of metallic materials as a potential means for microstructure modification // Materials Science Forum. 2010. Vol. 638-642. P. 202–207.
Rivoirard S. High steady magnetic field processing of functional magnetic materials // JOM. 2013. Vol. 65. № 7. P. 901–909.
Gervasyeva I.V., Beaugnon E., Milyutin V.A., Volkova E.G., Rodionov D.P., Khlebnikova Y.V., Shishkin D.A. Formation of structure and crystallographic texture in Fe-50%Nithin tapes under high magnetic field annealing // Physica B: Condensed Matter. 2015. Vol. 468-469. P. 66–71.
Мазанко В.Ф., Покоев А.В., Миронов В.М. Диффузионные процессы в металлах под действием магнитных полей и импульсных деформаций. Т. 1. М.: Машиностроение, 2006. 346 с.
Покоев А.В., Степанов Д.И. Диффузионная магнитная аномалия никеля в монокристаллическом кремнистом железе // Письма в Журнал технической физики. 1996. Т. 22. № 6. С. 28–32.
Wolfus Y., Yeshurun Y., Felner I. Crystallization kinetics in amorphous ferromagnets. Effect of temperature and magnetic field // Philosophical Magazine B. 1987. Vol. 56. № 6. P. 963–968.
Fujii H., Tsurekawa S., Matsuzaki T., Watanabe T. Evolution of a sharp {110} texture in microcrystalline Fe78Si9B13 during magnetic crystallization from the amorphous phase // Philosophical magazine letters. 2006. Vol. 86. № 2. P. 113–122.
Onodera R., Kimura S., Watanabe K., Lee S., Yokoyama Y., Makino A., Koyama K. Magnetic field effects on crystallization of iron-based amorphous alloys // Materials Transactions. 2013. Vol. 54. № 2. P. 188–191.
Опубликован
2016-03-30
Выпуск
Раздел
Технические науки