Page 60 - Zmist-n2-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 2. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 669.788
ВПЛИВ ВОДНЮ ТА ВУГЛЕЦЮ НА АТОМНЕ УПОРЯДКУВАННЯ
ТА ГРАНИЦЮ МІЦНОСТІ СПЛАВУ Н36

І. В. НАГОВСЬКА
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Досліджено вплив водню на параметри атомного упорядкування (температура Кур-
накова Т K , ступінь дальнього атомного порядку h) у легованому вуглецем сплаві
Н36. Встановлено, що розчинений водень збільшує h структури FeNi на 25% за не-
змінності температури Т K , а легування вуглецем (0,26 wt.%) призводить до її зрос-
тання на 12…15 K. При цьому у легованому сплаві Н36 границя міцності σ В за 293 K
зростає від 300 до 360 MPa, а додаткова термообробка у водні для атомного упоряд-
кування дозволяє збільшити σ В до 440 MPa. Пластичність зразків при цьому майже
не змінюється (d = 20%). Запропоновано фізичний механізм такого впливу домішок
втілення.
Ключові слова: водень, вуглець, атомне упорядкування, температура Курнакова,
електроопір, інварне зміцнення, спонтанна магнетострикція.
Застосування водню як технологічного середовища під час обробки функ-
ціональних матеріалів на основі d-перехідних металів ґрунтується на закономір-
ностях його впливу на існуючі в них магнетні перетворення та процеси атомного
упорядкування [1, 2]. Одночасно ці процеси проявляються у сплавах системи
Fe–Ni, які внаслідок цього володіють низкою цінних фізичних властивостей, що
дає можливість вибрати їх як модельний об’єкт досліджень і завдяки цьому ви-
вчити вплив водню на атомне упорядкування і встановити його зв’язок з фізико-
механічними властивостями. Особливий інтерес дослідників викликають залізо-
нікелеві сплави інварної області концентрацій (30...45% Nі), у яких існує ефект
“інварного зміцнення” – різке зростання границі міцності після фазового перехо-
ду парамагнетик–феромагнетик [3]. Ця аномалія суттєво залежить від умов тер-
мічної обробки і вмісту домішок втілення, зокрема вуглецю. Отже, комбінуючи
відповідну термообробку у водні з процентним вмістом вуглецю, можна покра-
щити експлуатаційні характеристики інварних сплавів. Тому мета роботи – ви-
значити закономірності впливу водню і вуглецю на параметри атомного впоряд-
кування та “інварне зміцнення” у сплаві Н36.
Матеріал і методика. Досліджували інварний сплав Н36 (Fe – осн.; Ni – 35,7;
Mn – 0,50; Si – 0,26; C – 0,01; S – 0,005; P – 0,001 wt.%), який виплавляли в висо-
кочастотній індукційній печі і насичували вуглецем (до 0,3 wt.%), добавляючи в
тигель графіт з подальшою розливкою металу. Перед вимірюваннями зразки піс-
ля 30 min відпалу при 1173 K гартували у воді.
Кінетику атомного впорядкування оцінювали за зміною температури Курна-
кова Т K та ступеня дальнього атомного порядку η, які експериментально визнача-
ли методом електропровідності на змінному струмі з використанням автоматич-
ного компенсатора [4], який дає можливість отримувати неперервні залежності
електроопору від температури. Вимірювали електроопір в інтервалі температур
–3
293...573 K у вакуумі (10 Pа) і водні (0,1 MPa). Вплив домішок втілення на міц-

Контактна особа: І. В. НАГОВСЬКА, e-mail: valfed@ipm.lviv.ua

64