Формирование структурных состояний в системах на основе железа, склонных к аморфизации
Аннотация
Объектом данного исследования являлись металлические стёкла – металлические твердые тела с аморфной структурой, то есть тела, не имеющие дальнего порядка в расположении атомов, обладающие рядом уникальных физическо-механических свойств. Предметами исследования являлись промышленный аморфный магнитомягкий сплав типа Finemet
Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9 и термостабильная аморфная фаза, образующаяся при высокотемпературном отжиге (ВТО), на поверхности технического сплава Fe3%Si c нанесенным термостойким покрытием (MgО).
Целью работы являлось установление структурных состояний в системах на основе железа, склонных к аморфизации, для разработки способов управления ими и получения новых сплавов с улучшенным комплексом свойств.
Исследование с использованием: калориметрии, дилатометрии, терморентгеновского фазового анализа, растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального анализа, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда, зондовой электронной микроскопии. Также в работе проводились термодинамические расчеты с использованием программного обеспечения Thermocalc. Моделирование атомной структуры выполнялось в программе VESTA 3.
Определены критические точки сплава Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9 переходов из аморфного состояния в нанокристаллическое с последующей рекристаллизацией. Построены модели структурных состояний и экспериментально подтверждены размеры составляющих их элементов, формирующихся в температурных интервалах нанокристаллизации и рекристаллизации.
Численным моделированием отжига магнитопровода из аморфного сплава типа Finemet показано, что за счет интенсивного выделения тепла при фазовом превращении, может происходить разогрев материала до температур, предполагающих рекристаллизацию. Показана оптимальная термическая обработка для магнитопровода из ленты сплава типа Finemet.
При исследовании процессов на поверхности технического сплава Fe3%Si c нанесенным термостойким покрытием при ВТО в водородной атмосфере продемонстрирована возможная последовательность термохимических реакций.
Предложен механизм формирования аморфной фазы за счет восстановления форстерита ионами водорода до комплексов Mg2Si, которые в интервале температур α→γ-превращения переходят в твердый раствор Fe1…2%Si, являющийся максимально нестабильным. Встраивание комплексов Mg2Si в ОЦК-решетку железа приводит к ее локальным деформациям ~ 5…10%, что является причиной аморфизации твердого раствора. Установлен вероятный состав аморфной фазы: Fe90Si6Mg4.
Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9 и термостабильная аморфная фаза, образующаяся при высокотемпературном отжиге (ВТО), на поверхности технического сплава Fe3%Si c нанесенным термостойким покрытием (MgО).
Целью работы являлось установление структурных состояний в системах на основе железа, склонных к аморфизации, для разработки способов управления ими и получения новых сплавов с улучшенным комплексом свойств.
Исследование с использованием: калориметрии, дилатометрии, терморентгеновского фазового анализа, растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального анализа, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда, зондовой электронной микроскопии. Также в работе проводились термодинамические расчеты с использованием программного обеспечения Thermocalc. Моделирование атомной структуры выполнялось в программе VESTA 3.
Определены критические точки сплава Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9 переходов из аморфного состояния в нанокристаллическое с последующей рекристаллизацией. Построены модели структурных состояний и экспериментально подтверждены размеры составляющих их элементов, формирующихся в температурных интервалах нанокристаллизации и рекристаллизации.
Численным моделированием отжига магнитопровода из аморфного сплава типа Finemet показано, что за счет интенсивного выделения тепла при фазовом превращении, может происходить разогрев материала до температур, предполагающих рекристаллизацию. Показана оптимальная термическая обработка для магнитопровода из ленты сплава типа Finemet.
При исследовании процессов на поверхности технического сплава Fe3%Si c нанесенным термостойким покрытием при ВТО в водородной атмосфере продемонстрирована возможная последовательность термохимических реакций.
Предложен механизм формирования аморфной фазы за счет восстановления форстерита ионами водорода до комплексов Mg2Si, которые в интервале температур α→γ-превращения переходят в твердый раствор Fe1…2%Si, являющийся максимально нестабильным. Встраивание комплексов Mg2Si в ОЦК-решетку железа приводит к ее локальным деформациям ~ 5…10%, что является причиной аморфизации твердого раствора. Установлен вероятный состав аморфной фазы: Fe90Si6Mg4.