1. Сверхупругие, износостойкие сплавы на основе кобальта. 2. Метод металлографического анализа структуры.

1. Сверхупругие, износостойкие сплавы на основе кобальта.

Повышение диаметра аморфных микропроводов

Влияние скорости вытяжки на диаметр провода

2. Метод металлографического анализа структуры.

1.02M

Коробейникова Д.С. (гос.экзамен)

1. 1. Сверхупругие, износостойкие сплавы на основе кобальта. 2. Метод металлографического анализа структуры.

2. 1. Сверхупругие, износостойкие сплавы на основе кобальта.

Сплавы Co-Fe-Cr-B-Si марки 84КХСР
• Аморфные ленты
Свойства:
• Порошки • Микропровода
•Электромагнитное
экранирование:
Высокая
эффективность подавления электромагнитных помех в
широкой полосе частот (от 0 Гц до 1 МГц).
•Магнитопроводы: Изготовление высокочувствительных
трансформаторов, дросселей и датчиков.
•Износостойкие электроискровые покрытия
•Сверхупругие
детали:
Износостойкие
элементы,
требующие
способности
выдерживать
упругую
деформацию до 4-6% (без образования остаточных
Рис.1. Аморфные лента и микропровод
пластических деформаций)
1. Tokmakova E.N., Vvedenskiy V. Yu. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2024. 594. P. 171893.
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2024.171893.
2. Hasegawa R. // Journal of Non-Crystalline Solids. 2001. 287. P. 405-412. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(01)00633-0.

3.

Сверхупругость — свойство материала, Ключевые свойства сплава 84КХСР:
подвергнутого
нагружению
до Предел прочности (σВ) : около 2600Мпа
напряжения,
значительно Модуль Юнга (Е): относительно низкий, около 64ГПа.
превышающего
предел
текучести,
полностью
восстанавливать Обратимая деформация: достигает 4-6 %. Материал
исходную
форму
после
сильных
первоначальную форму после снятия возвращает
нагрузки. В основе эффекта лежит одноосных сжатий, имитируя свойства эластомеров.
мартенситное превращение (обратимая Износостойкость: коэффициент трения на 40-60%
перестройка кристаллической решетки) ниже по сравнению со стандартными износостойкими
под
воздействием
механического сталями (например, 110Г13Л или Hardox 450).
напряжения. Значение сверхупругой Стабильность: сохраняет вид нагружения и прочность
деформации может составлять для даже после многократных циклов нагружения.
разных сплавов от 2 до 10%. Для
кобальтовых
сплавов
сверхупругая
деформация составляет 3 – 6%.
3. Belyakov A.N., Bystrov R.YU., Gerashchenkov D.A., Bobkova T.I., Vasil'yev A.F., Makarov A.M., Prudnikov I. S., Farmakovskiy B. V. //
Voprosy materialovedeniya. 2019. 98(2). S. 39-43. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2019-97-1-39-43 [In Russian].
4. Grabchikov S.S., Trukhanov A.V., Trukhanov S.V., Kazakevich I.S., Solobay A.A., Erofeenko V.T., Vasilenkov N.A., Volkova O.S., Shakin
A. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2016. 398. P. 49-53.https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.122.

4. Повышение диаметра аморфных микропроводов

Выбор оптимального
состава
Легирование малыми
концентрациями Nb, Mo и
Na [5-8]
Условия получения
Скорость вытяжки
Температура закалки
5. Torrens-Serra J., Bruna P., Stoica M., Eckert J. // Journal of Alloys and Compounds. 2017. 704. P. 748-759.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.098
6. Wang G., Feng L., Shen W., Liu Z. // Results in Physics. 2019. 14. P. 102512. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102512
7. Shen B., Inoue A. // J. Mater. Res. 2005. 20(1). P. 1-5. DOI: 10.1557/JMR.2005.0001
8. Chen N., Martin L., Luzguine-Luzgin D.V., Inoue A. // Materials. 2010. 3. P. 5320-5339. doi:10.3390/ma3125320

5.

Сплав(мас.%)
толщина
аморфного
слоя, мм
Сплав(атм.%)
толщина
аморфног
о слоя, мм
Fe50Cr15Mo14C15B6
1.5
Zr55Cu29.5Ni5Al10Ag0.5(Y0)
6
Fe48Cr15Mo14Y2C15B6
9
Zr55Cu29.5Ni5Al10Ag0.5(Y0.2)
8
Fe48Cr15Mo14Dy2C15B6
9
Zr55Cu29.5Ni5Al10Ag0.5(Y0.5)
≥10
Fe48Cr15Mo14Er2C15B6
12
Zr55Cu29.5Ni5Al10Ag0.5(Y0.8)
≥10
Табл.1. Зависимость толщины аморфного слоя
от Y, Dy и Er[9].
Табл.2. Зависимость толщины аморфного слоя
от Y (0, 0.2, 0.5, 0.8 атм.%)[10].
9. V. Ponnambalam, S.J. Poon J. Mater. Res. 2004, V. 19, pp. 1320-1323.
10. Yongqing Wen, Fei Lu, Bo Chen and all. / Concentration threshold of yttrium addition on glass-forming ability and mechanical properties
of ZrCuNiAlAg bulkmetallic glass / Journal of Alloys and Compounds.

6. Повышение диаметра аморфных микропроводов

7. Влияние скорости вытяжки на диаметр провода

Рис.2. График зависимости
диаметра провода от скорости
вытяжки.
11. Молоканов В.В., Шалыгин А.Н., Умнов П.П., Чуева Т.Р., Умнова Н.В., Симаков С.В. Анализ факторов, определяющих условия
получения «толстых» проводов методом Улитовского — Тейлора // Перспективные материалы. 2018. № 10. С. 47-53.

8. Повышение диаметра аморфных микропроводов

9.

10.

Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей и продолжается
в процессе роста их числа и размера. Образование кристаллического зародыша новой фазы
может осуществляться гомогенным способом, т.е. самопроизвольно и гетерогенным - на
инородных твердых поверхностях. Гомогенное зародышеобразование заключается в
возникновении и росте зародышей с кристаллоподобной структурой в результате
бимолекулярных процессов либо флуктуационным путем одновременного столкновения и
объединения нескольких комплексов атомов.
12. Herlach D. M. Mat. Sci. and Eng. 1994. V.12. №4-5
13. Овсиенко Д.Е. Зарождение и рост кристаллов из расплава.

11. 2. Метод металлографического анализа структуры.

Рис.6. а – Зажим для
приготовления шлифов
б – Оправка для заливки со
шлифами:
1 — оправка,
2 — легкоплавкое вещество,
3 — шлифы
14. Богомолова Н.А. Практическая металлография: Учебник для техн. Училищ. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. школа, 1982. – 272 с.,
ил. – (Профтехобразование. Металлография, металловедение.)

12. Шлифование образцов

Рис.7. Схема изменения поверхности
образца при приготовлении шлифа: а —
после обработки на шлифовальном круге, б
— после шлифования, в — правильно
приготовленный шлиф после полировки, г —
неправильно приготовленный шлиф.
14. Богомолова Н.А. Практическая металлография: Учебник для техн. Училищ. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. школа, 1982. – 272 с.,
ил. – (Профтехобразование. Металлография, металловедение.)

13. Полирование шлифов

Электролитическая
полировка.
При
электролитическом полировании гладкая и
блестящая поверхность на металлическом
образце получается в результате анодного
растворения выступов микрорельефа. Для
электролитического полирования шлифов
используют
специальную
установку.
Отшлифованный образец (анод) включают в
цепь
постоянного
тока,
создаваемого
выпрямителем, и помещают в электролизную
ванну, заполненную электролитом. Катодом
служит
металлическая
пластинка.
Для
равномерного
протекания
процесса
полирования
электролит
перемешивают
механической или электрической мешалкой.
Механический способ. Шлиф механическим
способом полируют на полировальном
станке.
Над
полировальным
станком
прикрепляют бачок для полировочной
жидкости, которая через тонкую трубку с
краном подается на полировальный круг.
Полировальный круг помещен в кожух,
имеющий патрубок для отвода жидкости.
Круг покрывают мягкой тканью: сукном,
фетром, драпом, шелком и др. Чем мягче
полируемый металл, тем тоньше должно
быть строение ткани. Если из шлифа могут
выкрашиваться хрупкие фазы, то полировать
его следует на ткани без ворса.
15. Способы металлографического травления: Справ. изд.: Пер. с нем. Беккерт М., Клемм Х. 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Металлургия, 1988. С. 400 с. ил.

14. Травление шлифов

Химическое. При химическом травлении
шлиф погружают в ванночку с травителем.
Если травление кратковременное (несколько
секунд), то шлиф берут пинцетом и опускают
полированной поверхностью вниз, не касаясь
дна ванночки. Если травление занимает
более длительное время или одновременно
травят несколько шлифов, то их погружают в
ванночку
с
реактивом
полированной
поверхностью вверх. В процессе травления
ванночку слегка покачивают. При этом
поверхность шлифа взаимодействует со
свежим раствором и с неё удаляются
продукты травления. Толщина слоя травителя
у поверхности шлифа должна быть около 5
мм.
Электрохимическое.
Электрический
ток
проходит через шлифованный образец,
подключенный
в
качестве
анода.
Высоколегированные сплавы при анодном
травлении быстро пассивируются. Поэтому
их подключают как катоды. При травлении в
качестве травильной емкости используют
платиновый
стакан,
подключенный
к
положительному полюсу, с которым в
контакте находится погруженный образец.
Если в качестве травильной емкости
используют стеклянный или фарфорфоровые
стаканы, шлиф кладут на платиновый лист,
соединенный с положительным полюсом.
16. Металлографическое травление металлов и сплавов: Справ. изд. Баранова Л.В., Демина Э.Л. М.: Металлургия, 1986. 256 с.

15. Вид просмотра образцов

Рис.9
Рис.8
Рис.8. Принципиальная схема освещения для
создания светлого поля. Сплошная линия –
падающие лучи, пунктирная – отраженные лучи:
1 – окулярная диафрагма; 2 – собирательная
линза; 3 – стеклянная пластина; 4 – объектив; 5
– объект.
Рис.9. Принципиальная схема освещения для
создания темного поля. Сплошная линия –
падающие лучи, пунктирная – отраженные лучи:
1 – зеркало; 2 – объектив; 3 – отражательный
конденсор; 4 – объект.
15. Способы металлографического травления: Справ. изд.: Пер. с нем. Беккерт М., Клемм Х. 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Металлургия, 1988. С. 400 с. ил.

16. Вид просмотра образцов

Так же в редких случаях используются:
•Одностороннее косое освещение – за счёт образования теней подчёркивается
«рельефность» структуры — выявляются границы зёрен, микротрещины,
неровности поверхности.
•Поляризованный свет – метод чувствителен к оптической анизотропии веществ.
Он позволяет различать участки с разной ориентацией кристаллической решётки,
так как они по-разному взаимодействуют с поляризованным светом.
•Метод фазового контраста – работает с прозрачными и бесцветными объектами,
которые не дают контраста в обычном свете.
15. Способы металлографического травления: Справ. изд.: Пер. с нем. Беккерт М., Клемм Х. 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Металлургия, 1988. С. 400 с. ил.

17. Конечная и начальная обработка образцов

Для получения чистой травленой поверхности предварительно и конечно
обработанный образец промывают чистым этиловым спиртом. Если даже нет
необходимости в предварительном обезжиривании шлифа, то, чтобы дольше
сохранять чистым травитель, шлиф перед каждым травлением обезжиривают.
Предварительная обработка шлифа в спирте, если не используется спиртовый
травитель, гарантирует равномерное взаимодействие реактива с поверхностью
шлифа.
17. Анисович А. Г. Современная металлография - основа литейного материаловедения // Литьё и металлургия. 2019. №2. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennaya-metallografiya-osnova-liteynogo-materialovedeniya.

18. Консервация образцов

Шлифы хранят в стеклянных эксикаторах, в которые для интенсивного
просушивания помещают безводный хлористый кальций, пентоксид фосфора,
концентрированную серную кислоту или голубую соль кобальта, меняющую свою
окраску на розовую при поглощении воды. Соли кобальта имеют то преимущество,
что при нагреве они обезвоживаются, приобретают голубую окраску и могут вновь
применяться. Такие же свойства имеет силикагель.
Большие образцы (макрошлифы), которые не помещаются в эксикаторы,
защищают от атмосферной коррозии лаковым покрытием (цапон-лак 10%) или
вазелином. Шлифы, подлежащие хранению, не должны содержать остатков
травителей и быть совершенно сухими. При покрытии лаком образцы желательно
нагревать до 25—30°С (тепло рук).
16.Металлографическое травление металлов и сплавов: Справ. изд. Баранова Л.В., Демина Э.Л. М.: Металлургия, 1986. 256 с.

English Русский Rules