Page 62 - Zmist-n2-2015

Курнакова [7], причому взаємозв’язок мiж температурою Кюрi T С i ступенем
дальнього атомного порядку h виражається спiввiдношенням
2
T C = 2(3R + a×h) / K , (3)
2
2
де a = 2J AB - J AA - J BB ; R = a J AA + b J BB + 2abJ AB - параметри, що характеризують об-
мiнну взаємодiю в бiнарному сплавi АВ, a i b - атомнi концентрацiї компонентiв,
K – стала Больцмана. Знаючи змiну T C пiсля упорядкування, можна оцiнити змiну
ступеня дальнього атомного порядку h. Виконані дослідження температурних за-
лежностей електроопору дали змогу встановити [8], що T C пiсля водневої термооб-
робки для упорядкування (відпал при 600 K, 30 h з подальшою дегазацією) підви-
щується на 20±3 K. Враховуючи, що обмінні інтеграли J Fe–Fe = -9 MeV, J Ni–Ni =
= 52 MeV, J Fe–Ni = 39 MeV [7], на основi спiввiдношення (3) розрахували, що, не
зважаючи на незмінність температури Курнакова, пiд впливом розчиненого вод-
–4
ню концентрацiєю H/Me = (5…8) × 10 величина h у сплавi H36 зростає майже на 25%.
Під час дослідження впливу домі-
шок втілення на “інварне зміцнення”
сплаву Н36, яке полягає у різкому зрос-
танні границі міцності після охолодже-
ння нижче температури точки Кюрі,
встановлено (рис. 2), що σ В після навуг-
лецювання зростає (криві 3, 4) пропор-
ційно зміні намагнеченості (криві 1, 2).
Фізичний механізм цього процесу
полягає у наступному [9]. З охолоджен-
ням нижче точки Кюрі Т С в інварних
Рис. 2. Температурні залежності
намагнеченості (1, 2) і границі міцності сплавах формується неоднорідна маг-
(3–5) сплаву Н36 у вихідному стані (1, 3) нетна структура, в якій присутні флук-
та легованого 0,26 wt.% С до (2, 4) туації спінової густини, викликані ут-
та після (5) водневої обробки воренням сегрегацій атомів заліза (3...
для атомного впорядкування. 5 nm). При цьому їх результуючий маг-
нетний момент не збігається з напрям-
Fig. 2. Temperature dependence of magneti-
zation (1, 2) and ultimate strength (3–5) ком намагнеченості у зразку. В області
of Н36 alloy in as-received state (1, 3) існування феромагнетизму об’єм ГЦК-
and alloyed with 0.26 wt.% carbon ґратки інвару збільшується внаслідок
before (2, 4) and after hydrogen treatment появи спонтанної магнетострикції. Це
for atomic ordering (5). призводить до виникнення значних
структурних напружень навколо сегре-
гацій атомів заліза і зростання σ В сплаву. Крім того, через магнетну неоднорід-
ність інвару феромагнетне перетворення в ньому відбувається не в точці Кюрі, а
розтягнуте за температурою. Тому з віддаленням від Т С кількість спотворених
структурних мікрообластей у феромагнетній матриці зростатиме пропорційно
росту намагнеченості за охолодження, що і викликає ефект “інварного зміцнен-
ня”. Пластичність зразків при цьому майже не змінюється (d = 20%).
Легування вуглецем, збільшуючи параметр ґратки інвару [8], посилює ефек-
тивну обмінну взаємодію в сплаві та інтенсифікує зростання σ В. Оскільки склад
компонентів у сплаві Н36 не відповідає стехіометричному для надструктури
FeNi, то за її формування об’ємна частка збагачених залізом мікрообластей зрос-
татиме, посилюючи магнетну неоднорідність інвару. Експериментальна перевір-
ка цього припущення показала (рис. 2, криві 3 і 5), що порівняно з вихідним впо-
рядкований легований вуглецем сплав Н36 за температури 293 K додатково зміц-
нюється від 300 до 440 MPa, тобто на 45%.

66