Оценка структурного состояния и действующих напряжений в изделиях из порошковых материалов на основе железа магнитными методами

• Автор: Субачев, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Диссертация выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте машиноведения Уральского отделения Российской академии наук и Научном центре порошкового материаловедения Пермского государственного технического университета

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1 ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1 Структурные особенности порошковых сталей, определяющие их механические и магнитные свойства

1.2 Влияние пористости на прочностные характеристики спеченных сталей

1.3 Влияние пористости и концентрационных неоднородностей на

магнитные свойства спеченных сталей

1.4 Современное состояние проблемы неразрушающего контроля структуры, механических свойств и действующих напряжений в спеченных сталях магнитными методами
1.5 Постановка задачи исследования
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Материалы и образцы для исследований
2.1.1 Модельные образцы из спеченного порошкового железа
2.1.2 Образцы для пластической деформации при холодной прокатке.
2.1.3 Образцы из термически упрочненной порошковой стали
2.1.4 Образцы для деформирования одноосным растяжением
2.2 Методики измерений
2.2.1 Определение пористости
2.2.2 Металлографические, микрофрактографические, микрорентгеносиектральные и рентгеноструктурные исследования
2.2.3 Определение механических характеристик
2.2.4 Измерение магнитных характеристик
2.2.5 Определение удельного электрического сопротивления
2.2.6 Определение параметров резонансного электромагнитноакустического преобразования
3 ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОЙ СТРУКТУРЫ И СТРУКТУРЫ ПОСЛЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО И ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ РІА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
3.1 Структура, прочностные, магнитные и электрические свойства спеченных материалов, полученных из железного порошка разных фракций
3.2 Структура и магнитные свойства углеродистых порошковых сталей после деформации при холодной прокатке
3.3 Влияние изменений структуры в результате термической обработки
порошковой конструкционной стали 50Н2М на ее физикомеханические характеристики
ВЫВОДЫ
4 ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ
4.1 Влияние размера частиц порошка на изменение магнитных характеристик спеченного железа при растяжении
4.2 Изменение магнитных характеристик спеченной порошковой стали типа ЖГр с различными содержанием углерода и пористостью при растяжении, в том числе после холодной прокатки
4.3 Изменение магнитных характеристик спеченных материалов системы Fe-Cu-C с различной пористостью и степенью легирования углеродом
и медью при растяжении
4.4 Изменение магнитных характеристик конструкционной порошковой стали 30Н2М с различной пористостью при растяжении
4.5 Изменение магнитных характеристик при растяжении
конструкционной порошковой стали 50Н2М после закалки и отпуска

сопровождаются локальным различием в константах магнитной анизотропии, магнитострикции насыщения и точках Кюри. В связи с этим критическое поле и, соответственно, коэрцитивная сила должны быть чувствительны к неоднородностям концентраций в объеме ферромагнетика. В [82] получено выражение для коэрцитивной силы, из которого следует, что Нс достигает максимального значения при условии / ~ 8С, где / - некоторая усредненная «длина волны» концентрационных неоднородностей, характеризующая их дисперсность. Расчеты К.Б. Власова [82] показали, что колебание концентрации легирующих элементов в сотых долях процента увеличивает значение коэрцитивной силы на несколько десятков (в А/м).
Помимо пористости и неоднородности химического состава коэрцитивная сила спеченных материалов, как и литых сталей, чувствительна к плотности различных дефектов кристаллического строения, в первую очередь, к плотности дислокаций [98], которая сильно увеличивается при пластической деформации или закалке стали.
Керстен [80] предложил следующий механизм влияния плотности дислокаций на коэрцитивную силу ферромагнетика. При намагничивании и перемаг-ничивании ферромагнитного материала доменные стенки, встречая на своем пути дислокации или группы дислокаций, как бы закрепляются на них. Если внешнее магнитное поле не превышает критическое поле отрыва доменной стенки от линейного дефекта, то доменная стенка лишь изгибается. Однако при достижении критического поля доменная стенка отрывается от дефекта, и происходит смещение доменной границы. В своих расчетах Керстен подробно не рассматривал взаимодействие доменной границы с дислокацией, но получил удовлетворительные результаты сравнения теории и эксперимента.
Ф. Вицена [81] для решения этой задачи теоретически рассмотрел влияние упругого поля линейной дислокации на движение плоской 180-градусной доменной границы и получил выражение для коэрцитивной силы с учетом размеров доменной структуры и плотности дислокаций в материале, но размер напряженного участка вокруг дислокаций не рассматривался. 3. Малек [102] про-