Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Фазовые превращения и свойства концентрационно-неоднородных магнитных материалов на основе системы Fe–30%Cr–27%Co

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-1-82-90

Полный текст:

Аннотация

Исследованы фазовые и структурные превращения порошкового магнитотвердого сплава системы Fe–30%Cr–27%Co– 1%Si–0,07%B с метастабильным α1+α2-фазовым составом, повышенным содержанием кобальта и высоким уровнем магнитных свойств. Плотность и коэффициент вариации концентрации основных элементов спеченных заготовок на уровне деформируемых аналогов достигнуты спеканием в α-фазе с контактным плавлением в присутствии «исчезающей» жидкой фазы, образующейся за счет добавок ферросплавов кремния и бора. Предложен кинетический подход к созданию конкурентоспособного магнитотвердого сплава с высокой долей сильномагнитной фазы. Установлено влияние добавок бора на инкубационный период образования нежелательной σ-фазы и температурный интервал концентрационного расслоения α-твердого раствора на сильномагнитную α1-фазу и слабомагнитную α2-фазу. Методами оптической микроскопии, рентгенофазового анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии определены температурно-временные параметры термической обработки сплава, включающей закалку, термомагнитную обработку (ТМО) и окончательное старение, обеспечивающие требуемое сочетание Hc и Br за счет повышения устойчивости метастабильной α-фазы до 20 мин в интервале температур спинодального распада α → α1 + α2. Наибольшее повышение магнитных свойств после ТМО, наблюдаемое на 1-й и 2-й ступенях окончательного старения, связано с дораспадом α-твердого раствора и формированием субзеренных границ. Элементы полученной структуры характеризуются субмикронными и нанометрическими размерами, коррелирующими с результатами исследований деформируемых сплавов на основе системы Fe–Cr–Co. Анизотропное α1+α2-структурное состояние, достигнутое термомагнитной обработкой, обеспечивало повышение характеристик магнитных свойств исследованного порошкового сплава 30Х27КСРА до 30 % и коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса 0,82.

Об авторах

В. А. Козвонин
Пермская научно-производственная приборостроительная компания.
Россия

 канд. техн. наук, инженер-технолог завода прецизионной механики.

614990, г. Пермь, ул. 25 Октября, 106.



А. А. Шацов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).
Россия

 Докт. техн. наук, проф. кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» (МТО).

614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29. 



И. В. Ряпосов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).
Россия

 Канд. техн. наук, доцент кафедры МТО.

614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29. 



К. Н. Генералова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).
Россия

Аспирант МТО.

614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29. 



Л. В. Спивак
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).
Россия

Докт. физ.-мат. наук, проф. кафедры МТО. 

614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29. 



Список литературы

1. Kaneko H., Homma M., Nakamura K. New ductile permanent magnet of Fe—Cr—Co system. AIP Conf. Proc. «Magnetism and Magnetic Materials». 1971. No. 5. P. 1088—1092. http://doi.org/10.1063/1.2953814.

2. Homma M., Okada M., Minowa Т., Horikoshi E. Fe—Cr— Co permanent magnet alloys heat-treated in Ridge region of the miscibility Gap. IEEE Trans. Magn. Vol. Mag.17. No. 6. 1981. P. 3473—3478. http://doi.org/10.1109/ TMAG.1981.1061702.

3. Жукова Э.Х., Малинина Р.И., Жуков Д.Г., Шубаков В.С., Менушенков В.П. Термическая обработка и магнитные свойства холоднодеформированного сплава 30Х15К2МТ. Металловедение и терм. обраб. металлов. 2014. No. 2. С. 15—19.

4. Okada M., Thomas G., Homma M. Microstructure and magnetic properties of Fe—Cr—Co alloys. IEEE Trans. Magn. 1978. Vol. Mag.-14. No. 4. P. 245—252. http://doi. org/10.1109/TMAG.1978.1059752.

5. Miller M.K., Camus P.P., Hetherington M.G. Atomic level characterization of the morphology of phases in chromindur magnetic alloys. In: Magnetic materials: microstructure and properties: Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1991. Vol. 232. P. 59—64. http://doi.org/10.1557/PROC-232-59.

6. Zhen Liang, Sun Xue yin, Xu Cheng yan, Gao Run sheng, Xu Ren gen, Qin Lu chang. Magnetic anisotropy in Fe— 25Cr—12Co—1Si alloy induced by external magnetic field. Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Engl. ed.). 2007. Vol. 17. No. 2. P. 346—350. http://doi.org/10.1016/S10036326(07)60096-X.

7. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н., Шацов А.А. Диффузионная гомогенизация порошковых материалов системы Fe—Ni—Cr—M. Изв. вузов. Чер. металлургия. 1987. No. 9. С. 65—68

8. Федорченко И.М., Францевич И.Н., Радомысельский И.Д. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения. Киев: Наук. думка, 1985.

9. Szymura S., Sojka L. The effect of silicon on the structure and properties of Fe—Cr—Co permanent magnet alloys. J. Magn. Magn. Mater. 1986. No. 53. P. 379—389. http:// doi.org/10.1016/0304-8853(86)90184-8.

10. Сидорова Г.В., Корнеев В.П., Миляев И.М., Коваленко Л.В., Ефименко С.П. Исследование структурных изменений в сплаве Fe—Cr—Co на начальной стадии процесса формирования высококоэрцитивного состояния. Металлы. 1997. No. 6. С. 90—92.

11. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: МИСИС, 1999.

12. Миляев И.М., Пруцков М.Е., Лайшева Н.В., Миляев А.И., Юсупов В.С. О кинетике образования сигма-фазы в магнитотвердых сплавах системы Fe—Cr—Co. Металлы. 2010. No. 6. С. 73—76.

13. Банных О.А., Будберг П.Б., Алисова С.П. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. М.: Металлургия, 1986.

14. Кутьин А.Б., Забильский В.В. Структура, свойства и разрушение конструкционных сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 2006.

15. Савицкий А.П. Жидкофазное спекание систем с взаимодействующими компонентами. Новосибирск: Наука, 1991.

16. Боброва С.Н., Вакутин А.П., Тимохова А.П., Шацов А.А. Спеченные магнитомягкие стали системы железо—кремний—бор. Порошк. металлургия. 1998. No. 9. С. 35—43.

17. Кубашевски О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа. М.: Металлургия, 1985.

18. Альтман А.Б., Гладышев П.А., Ростанаев И.Д. Технические магнитные свойства магнитомягких металлокерамических сплавов. В сб.: Электротехнические металлокерамические изделия. М.: Информэлектро, 1965. С. 22—31.

19. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСиС, 1994.

20. Шацов А.А. Порошковые материалы системы железо—хром—кобальт. Металловедение и терм. обраб. металлов. 2004. No. 4. С. 17—20.

21. Ushakova O.A., Dinislamova E.H., Gorshenkov M.V., Zhukov D.G. Structure and magnetic properties of Fe— Cr—Co nanocrystalline alloys for permanent magnets. J. Alloys Compd. 2014. Vol. 586. P. 291—293. http://doi. org/10.1016/j.jallcom.2012.12.076.

22. Sun X.Y., Xu C.Y., Zhen L., Lu L.X., Qin L.-C. Spinodal decomposition in Fe—25Cr—12Co—1Si alloy under a 100 kOe magnetic field. J. Magn. Magn. Mater. 2006. No. 306. P. 69—72. http://doi.org/10.1016/j.jmmm. 2006.02.107.


Для цитирования:


Козвонин В.А., Шацов А.А., Ряпосов И.В., Генералова К.Н., Спивак Л.В. Фазовые превращения и свойства концентрационно-неоднородных магнитных материалов на основе системы Fe–30%Cr–27%Co. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2019;(1):82-90. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-1-82-90

For citation:


Kozvonin V.A., Shatsov A.A., Ryaposov I.V., Generalova K.N., Spivak L.V. Phase transformations and properties of concentration-inhomogeneous magnetic materials based on the Fe–30%Cr–27%Co system. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2019;(1):82-90. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-1-82-90

Просмотров: 128


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)