Структурно-фазові зміни в кристалічних та аморфних сплавах на основі перехідних металів при термоциклічних обробках - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук СТРУКТУРНО-ФАЗОВІ ЗМІНИ В КРИСТАЛІЧНИХ ТА АМОРФНИХ СПЛАВАХ НА ОСНОВІ ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ ПРИ ТЕРМОЦИКЛІЧНИХ ОБРОБКАХНауковий консультант доктор фізико-математичних наук, професор Брехаря Григорій Павлович, Запорізький державний університет, перший проректор Офіційні опоненти: Доктор фізико-математичних наук Маслов Валерій Вікторович - завідувач відділу кристалізації Інституту металофізики НАН України Доктор фізико-математичних наук, професор Овруцький Анатолій Матвійович - професор кафедри металофізики Дніпропетровського державного університету Доктор технічних наук, професор Левітін Валім Володимирович - професор кафедри фізики Запорізького державного технічного університету Захист відбудеться "15” жовтня 1999 р. о 13_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д08.051.02 Дніпропетровського державного університету (320052, м.Але зовсім незначна кількість дослідників займалась вивченням впливу багаторазових термоциклічних дій на процеси структуроутворення в класичних Fe-Ni - сплавах, вважаючи його недоцільним, оскільки зміна основних фізико-механічних властивостей таких сплавів, зумовлена фазовим наклепом, завершувалась, на думку переважної більшості авторів, після декількох термоциклів. Тому дослідження впливу багаторазової термоциклічної обробки навколо точки фазового переходу ІІ роду на процеси формування властивостей в сплавах практично не проводились, хоча зміна знаку магнітострикції, наприклад, в сплавах системи Fe-Nd-B, при таких фазових переходах за своїми зовнішніми ознаками практично ідентична зміні питомого обєму фаз при перетвореннях мартенситного типу і повинна викликати помітні структурні зміни, а значить і зміну службових характеристик сплавів. Вказана сукупність питань, повязаних з процесами формування структури і властивостей у сплавах на основі перехідних металів під впливом термоциклічної теплової дії при використанні в процесі неї надшвидких лазерних нагрівів та охолоджень призвела до розгляду проблеми фізичного трактування цих процесів. Дисертаційна робота виконувалась в межах держбюджетних НДР Міністерства освіти України в рамках пріоритетного напрямку розвитку науки і техніки № 6 "Нові речовини та матеріали" (теми № 33/92 "Розробка фізичних основ отримання матеріалів із заданими властивостями”, № 1/94 "Дослідження умов формування та термічної стійкості метастабільних структур в сплавах евтектичного типу на основі ПМ-РЗМ, ПМ-РЗМ-В, ПМ-неметал і розробка на їх основі високоенергетичних постійних магнітів”, № 76/95 "Експериментальні і теоретичні дослідження та моделювання процесів кристалізації в аморфних сплавах на основі перехідних металів в залежності від швидкості теплового впливу”, № 2/96 "Вивчення особливостей дифузійних процесів вуглецю та бору в кристалічних та аморфних сплавах на основі перехідних металів в процесі нетрадиційних видів теплової дії та їх вплив на структурно-фазовий склад сплавів”. У відповідності із зазначеною метою були поставлені та розвязані наступні задачі: встановлення закономірностей формування структури сплавів на Fe-Ni - основі при багаторазовому термоциклуванні за участю прямих і зворотних g «a - переходів з врахуванням кінетичних факторів теплового впливу; вивчення впливу фазового наклепу на релаксаційні процеси в мартенситних фазах; встановлення механізмів формування висококоерцитивного стану в надсильних постійних магнітах при ТЦО навколо точки фазового переходу ІІ роду; встановлення фізичних закономірностей формування та розпаду метастабільних фаз в процесі кристалізації АМС на основі заліза та кобальту в залежності від швидкості та виду теплового впливу на них; дослідження особливостей формування структури кристалічних сплавів під час термоциклічної імпульсної лазерної обробки їх поверхонь.У першому розділі розглянуто сучасний стан проблеми, зроблена класифікація та систематизація видів і типів термоциклічних обробок, проаналізовані основні закономірності структуроутворення в залежності від інтенсивності, видів та режимів ТЦО. Детально розглянуте явище фазового наклепу та структурні зміни, що викликаються ним, в g-твердому розчині вуглецю в сплавах на Fe-Ni-основі. Вказано, що основні зміни комплексу фізико-механічних властивостей аустеніту в результаті g ® a ® g - переходів визначаються структурою g - фази, яка формується в результаті послідовного циклу прямих та зворотних перетворень мартенситного типу. Структура ж сплавів, яка формується при багаторазових фазових g «a - переходах, вплив швидкостей теплової дії на процеси структуроутворення під час термоциклування, особливо швидкостей нагріву в інтервалі зворотного a ® g - перетворення, досліджені ще не повністю. Підкреслено, що зниження швидкості нагріву під час a ® g - перетворення до певної критичної величини змінює структурну картину формування аустеніту: відтворена при швидкому нагріві g - фаза з єдиною орієнтацією може змінюватись дисперсними кристалами аустеніту довіл