Дослідження електричних сигналів, які виникають у структурах сталей, нагрітих вище певної температури. Аналіз закономірності їх появи та визначення швидкість. Встановлення зв’язку між появою електрорушійної сили та кінетикою мартенситного перетворення.
Аннотация к работе
Історично поняття “МП“ виникло при вивченні процесів, які протікають при швидкому охолодженні (загартуванні) сталей, попередньо нагрітих вище певної температури, та приводять до отримання високих міцністних характеристик і певної структури. [2-3] вважали, що причини цього явища наступні: 1) при фазовому перетворенні мартенситного типу в результаті скачкоподібної зміни обєму частини зразка виникають ударні хвилі, які, взаємодіючи з границями, можуть приводити до появи електричних коливань; 2) рухомі міжфазні границі можуть прискорювати електрони провідності. Автором було зроблено припущення, що визначальним фактором появи сигналу є швидкість пластичної деформації. [5-6] було зареєстровано появу сигналів електрорушійної сили (ЕРС) у сплавах Fe-Ni при прямому МП. В даній роботі виконано дослідження електричних сигналів, які виникають при протіканні МП (прямого і зворотного) у сплавах з різною кінетикою МП, вивчено залежність появи сигналів від механізму виділення теплоти при МП, та особливостей взаємного розташування фаз мартенсит-аустеніт.Розмістивши зразок відповідно до його типу, при охолодженні з дотриманням необхідної швидкості, проводилась реєстрація сигналів при прямому МП з використанням чутливого обладнання (двокоординатний самописець Н-307, модуль АЦП “Triton2402U”, осцилограф С8-13 та запамятовуючий осцилограф С1-93). Схеми розміщення та підєднання термопари та провідників при зворотному МП для зразків у вигляді дроту та пластинок наведено на рис. Схема реєстрації сигналів при прямому МП для різного типу зразків: а) у вигляді дроту; б) у вигляді пластинок; в) масивні зразки 1 - реєструючий пристрій;2 - термопара; 3 - зразок а) 1 - реєструючий пристрій; 2 - термопара, 3 - зразок, 4 - капсула б) 1 - реєструючий пристрій; 2 - термопара, 3 - зразок, 4 - засипка, 5 - гвинтові пробки. Співпадіння температури початку прямого МП з температурою реєстрації першого сигналу, поява акустичної хвилі, розігрів ділянки зразка дає можливість зробити висновок, що природа появи сигналів напряму повязана з протіканням МП. 5) стало зрозуміло, що у зразку зі змішаним фазовим складом температура початку реєстрації сигналів, їх величина та полярність така ж як і для зразків, які на початку експерименту знаходяться в аустенітному стані (рис.Отримано експериментальні докази безпосереднього звязку між появою сигналів ЕРС та кінетикою МП. Сигнали спостерігаються лише у сплавах з вибуховим МП. При ізотермічній кінетиці та термопружному МП сигнали ЕРС не спостерігаються. Вперше отримано експериментальні докази різної природи сигналів ЕРС при вибуховій кінетиці МП: один тип сигналів обумовлений термоелектричними процесами (ефект Зеебека); другий - рухом феромагнітного обєкта (мартенситу) у зовнішньому магнітному полі (ефект Фарадея). При більших швидкостях охолодження/нагрівання сигнали накладаються і стають не чіткими.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Отримано експериментальні докази безпосереднього звязку між появою сигналів ЕРС та кінетикою МП. Сигнали спостерігаються лише у сплавах з вибуховим МП. При ізотермічній кінетиці та термопружному МП сигнали ЕРС не спостерігаються.
2. Вперше отримано експериментальні докази різної природи сигналів ЕРС при вибуховій кінетиці МП: один тип сигналів обумовлений термоелектричними процесами (ефект Зеебека); другий - рухом феромагнітного обєкта (мартенситу) у зовнішньому магнітному полі (ефект Фарадея).
3. З використанням ефекту виникнення сигналів ЕРС при протіканні МП експериментально показано, що зворотне МП протікає за тією ж самою кінетикою, що і пряме МП.
4. Експериментально встановлено, що на характерний вигляд сигналів ЕРС впливає швидкість охолодження/нагрівання при прямому/зворотному МП. Оптимальна швидкість охолодження 0,01-40 ?/хв., нагрівання - 2-50 ?/хв. При більших швидкостях охолодження/нагрівання сигнали накладаються і стають не чіткими.
5. Вперше експериментально визначена швидкість поширення перетворення при зворотному МП. ЇЇ величина приблизно вдвічі менша у порівнянні з прямим МП. Така відмінність повязана з більш високим температурним інтервалом зворотного МП та структурним станом мартенситу.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ У ПУБЛІКАЦІЯХ
1. Коваль Ю.М., Сліпченко В.М., Головко В.П. Мартенситні перетворення. Особливості кінетики // Вісник Черкаського національного університету, 2007, №114. С. 39-46.
2. Головко В.П., Пономарьова С.О., Коваль Ю.М., Дроц Є.О. Явище виділення сигналів термо-ЕРС при прямому мартенситному перетворенні // Вісник Черкаського національного університету, 2008, №148. С. 37-40.
3. Головко В.П., Коваль Ю.М., Дроц Є.О. Поява термо-ЕРС при зворотному мартенситному перетворенні у системі Fe-Ni. // Металофізика та новітні технології, 2009, т. 31, № 8. С. 1155-1159.
4. Головко В.П., Коваль Ю.М., Щербань М.В. Використання сигналів ЕРС при дослідженні швидкості при мартенситному перетворенні у системі Fe-Ni // Металофізика та новітні технології, 2009, т. 31, № 12. С. 1631-1640.
2. Robin M., Lormand G., Gobin P.F. Electrical emission linked to the martensitic burst of Fe-Ni alloy. // J. de Phys.(Fr)., 1982, 43, р. 4-485.
3. Robin M., Lormand G., Gobin P.F. Etyde amplification electronique rapid de la propagation de la martensite dans un alliage Fer-Nickel. // Scr. Metallurgica, 1977, 11, р. 669-674.
4. Бевз В.П., Мазанко В.Ф., Филатов А.В., Ворона С.П. Аномальный массоперенос и возникновение ЭДС в металлах при импульсном нагружении. // Металлофизика и новейшие технологи., 2006, 28, с.271-275.
5. Коваль Ю.Н., Молин А.И. Возникновение злектродвижущей силы в сплавах Fe - Ni при ?-? превращений. // ФММ, 1980, 50, 2. c. 1099-1100.
6. Коваль Ю.Н., Молин А.И. Тонкая структура ЕДС, возникаящая при взрывном образовании мартенсита в сплавах Fe-Ni 31%.// ФММ., 1981, 51, c. 211-212.
7. Bunshah R.F., Mehl R.F. The rate of propagation of martensite.// Trans. Amer. Inst. Min. (Metall.) Engrs., 1953, 197, p. 1251.