Фазовые и структурные превращения в легированных сталях и сплавах под действием магнитного поля и термической обработки

• Автор: Калетина, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 319 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА

МОРФОЛОГИЮ МАРТЕНСИТА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ

1.1. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ МАРТЕНСИТА,

ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ.

1.2. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МОРФОЛОГИЮ КРИСТАЛЛОВ МАРТЕНСИТА.

1.3. ИЗМЕНЕНИЕ КИНЕТИКИ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ

В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

1.4. ВЛИЯНИЕ МОРФОЛОГИИ МАРТЕНСИТА НА ху ПРЕВРАЩЕНИЕ

ПРИ НАГРЕВЕ.

1.5. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МОРФОЛОГИЮ МАРТЕНСИТА
И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
1.6. ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА КРИСТАЛЛОВ МАРТЕНСИТА ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФАЗОВЫЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛЯХ И СПЛАВАХ .
2.1. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ИМПУЛЬСНОГО И ПОСТОЯННОГО МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В СПЛАВАХ С ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКОЙ
2.2. ДИФФУЗИОННЫЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ РАСПАД ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА ПЕРЛИТНОЕ И БЕЙНИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ
2.3. ОСТАТОЧНЫЙ АУСТЕНИТ И ОБРАТИМАЯ ОТПУСКНАЯ ХРУПКОСТЬ .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ДЕСТАБИЛИЗАЦИИ АУСТЕНИТА ПОД
ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В СТАЛЯХ И СПЛАВАХ
3.1. ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЗЕРНА АУСТЕНИТА НА МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ И В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.2. ДЕСТАБИЛИЗАЦИЯ АУСТЕНИТА, СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ.
3.3. ТЕПЛОВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ АУСТЕНИТА И ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
3.4. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ух ПРЕВРАЩЕНИЕ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ГО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ФАЗОВЫЕ, СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА
МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
4.1. ОБРАЗОВАНИЕ АУСТЕНИТА В МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ
СТАЛЯХ С НИКЕЛЯ.
4.2. ДИАГРАММА РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ МАРТЕМСИТИОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ НМ4Т
4.3. РЕВЕРТИРОВАННЫЙ АУСТЕНИТ В СТАЛИ XН8М2Ф
И ЕГО УСТОЙЧИВОСТЬ К ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
4.3.1. ВЛИЯНИЕ ОТПУСКА НА УСТОЙЧИВОСТЬ РЕВЕРТИРОВАННОГО АУСТЕНИТА СТАЛИ ХН8М2Ф
4.3.2. ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РЕВЕРТИРОВАННОГО АУСТЕНИТА СТАЛИ
XН8М2Ф.
4.3.3. ЦИКЛИЧЕСКАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ СТАЛИ XН8М2Ф.
4.4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ И УСТАЛОСТНЫЕ СВОЙСТВА МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ.
4.4.1. ТЕПЛОВАЯ ХРУПКОСТЬ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАПЕЙ.
4.4.2. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАКАЛКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ.
4.4.3 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СТАРЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА.
4.4.4. ИСПЫТАНИЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ НА
УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ
4.5. СТАБИЛЬНОСТЬ ДВУХФАЗНОЙ ауСТРУ К ГУ РЫ МАРТЕНСИТНОСТ АРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ РАЗРУШЕНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Исследования ферромагнетиков с памятью формы направлены на получение материалов, где быстрый отклик сочетался бы с большими обратимыми деформациями. В качестве таких материалов могут быть некоторые сплавы Гсйслера и интерметаллические соединения Со-Мц Ре-Рф Ге-ГЧ, РеМ-Со-И. Наибольшее внимание в настоящее время привлекает сплав Гсйслера №МпОа, мартенситное превращение в котором происходит в ферромагнитном состоянии. Эффект восстановления формы деформированного образца в результате обратного мартенситного превращения при нагреве называется эффектом памяти формы. Восстановление формы при обратном превращении наблюдается как при термоупругих, так и при нетермоупругих мартенситных превращениях. Сплавы с термоупругим превращением отличаются тем, что в них степень восстановления формы очень велика и приближается к 0 %. Все факторы, благоприятствующие термоупругому характеру мартенситного превращения, благоприятствуют и максимальному проявлению эффекта памяти формы. Существование структурного фазового перехода в ферромагнитной матрице открывает возможность влиять на температуру этого перехода магнитным полем. Степень такого влияния определяется разницей намагниченностей высокотемпературной и низкотемпературной фаз. Максимальное изменение линейных размеров изотропного образца, достижимое за счет смещения температуры структурного перехода, равно ЛУ/3> где АУ - изменение объема при структурном переходе. Это выполняется и для структурного перехода мартенситного типа, если распределение мартенситных ориентировок, формирующихся при индуцированном магнитным полем превращении из аустенита в мартенсит, изотропно. В случае монокристалличсских или сильно текстурированных пол и кристаллических образцов дилатометрические эффекты могут достигать гораздо больших значений. Эксперименты [] показали, что при термоциклировании через температуру мартенситного перехода в магнитном ноле формирование мартенситных вариантов с выгодной по отношению к приложенному магнитному полю ориентацией является доминирующим. Следовательно, изменение линейных размеров, вызванное смещением температуры мартенситного перехода в таких материалах, может значительно превосходить стрикцию перехода. Если намагниченность мартенситной фазы отличается от намагниченности аустенитной фазы, то приложение магнитного поля приводит к смещению температуры структурного превращения, то есть к стабилизации фазы с большей намагниченностью []. Вероятно этот эффект можно использовать для получения гигантских мапштодеформаций в температурном интервале мартенситного превращения. Были проведены исследования, направленные на развитие функциональных материалов на основе сплавов КЬ. МпкОа^ в которых гигантская магнитодеформация достигается за счет смещения температуры мартенситного перехода [, ]. Ферромагнитные сплавы с памятью формы уникальны в том плане, что они допускают достижение гигантских магнитодеформации за счет переориентации мартенситных ориентировок магнитным полем. Магнитное иоле может при некоторых условиях приводить к росту мартенситных кристаллов тех ориентировок, магнитный момент которых выгодно ориентирован по отношению к магнитному полю. Этот процесс приводит к изменению формы образца. В идеальном случае при некотором критическом значении магнитного поля мартенситные кристаллы всех ориентировок выстраиваются вдоль направления магнитного поля. Такая картина была подтверждена прямыми оптическими наблюдениями, проведенными на монокристалле N1^^3. При приложении магнитного поля объемная доля выгодно расположенных мартенситных ориентировок возрастала за счет роста и уменьшения доли невыгодно расположенных мартенситных вариантов []. Эффект перераспределения мартенситных ориентировок зависит от многих факторов, от изменения ориентации магнитного поля, наличия внешней нагрузки, от термообработки образца и способа его приготовления, а также, вероятно, и других факторов. Как следует из анализа фазовых диаграмм, при Т <ТМ сплавы Гейслера К^Мп^Са разбиваются на структурные домены. Важную роль в зарождении мартенситных структур играют дефекты кристаллической решетки.