Структурно-фазовые превращения при деформации сплавов Fe-Co-V методом кручения под высоким давлением
- Авторы: Мурадимова Л.Ф.1, Глезер А.М.1, Ширшиков С.О.1, Щетинин И.В.1, Дьяконов Д.Л.2
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)
- Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина, Москва (Россия)
- Выпуск: № 1 (2021)
- Страницы: 16-23
- Раздел: Статьи
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/129
- DOI: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-16-23
- ID: 129
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Сплавы Fe-Co относятся к классу магнитно-мягких материалов и обладают при комнатной температуре очень высоким значением намагниченности насыщения σ. В частности, сплав Fe-Co с эквиатомным соотношением компонентов имеет при комнатной температуре максимальное значение σ среди всех известных ферромагнитных материалов. К сожалению, уникальные магнитные свойства этих сплавов (особенно Fe-Co) трудно реализовать из-за их высокой хрупкости, которая обусловлена главным образом формированием в структуре дальнего атомного упорядочения по типу В2. Для повышения пластичности сплавы Fe-Co легируют ванадием, но при этом снижаются основные магнитные характеристики. В данной статье с помощью рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии и магнитометрии проанализировано влияние кручения под высоким давлением при температурах 77 и 295 К на структуру и фазовый состав магнитно-мягких сплавов (Fe-Co)100-xVx (x=0–6,0). В качестве основного структурного параметра до и после деформации анализировалась величина объемной доли γ-фазы в ОЦК магнитной матрице. Установлено, что пластическая деформация приводит к подавлению образования избыточной γ-фазы в сплавах, содержащих (3,0–6,0) % V. Показано, что исчезновение γ-фазы наблюдается по мере роста деформации методом кручения под высоким давлением сначала в сплавах с высоким содержанием ванадия и при деформационном воздействии при более высокой температуре (295 К). Сделано заключение, что обнаруженный эффект является следствием протекания мартенситного превращения γ→α, обусловленного деформацией, по аналогии с ТРИП-эффектом. Выявлено, что подавление парамагнитной γ-фазы ведет к заметному повышению удельной намагниченности насыщения.
Об авторах
Ляйсан Фанисовна Мурадимова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4891-8681
аспирант
РоссияАлександр Маркович Глезер
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)
Автор, ответственный за переписку.
Email: a.glezer@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3491-1326
доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник
РоссияСтанислав Олегович Ширшиков
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)
Email: fake@neicon.ru
аспирант
РоссияИгорь Викторович Щетинин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)
Email: fake@neicon.ru
кандидат технических наук, доцент
РоссияДмитрий Львович Дьяконов
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина, Москва (Россия)
Email: fake@neicon.ru
старший научный сотрудник
РоссияСписок литературы
- Sourmail T. Near equiatomic FeCo alloys: constitution, mechanical and magnetic propertie // Progress in Materials Science. 2005. Vol. 50. № 7. P. 816–860.
- Nabi B., Helbert A.L., Brisset F., Andre G., Waeckerle T., Baudin T. Effect of recrystallization and degree of order on the magnetic and mechanical properties of soft magnetic FeCo-2V alloy // Materials science and engineering a-structural materials properties microstructure and processing. 2013. Vol. 578. P. 215–221.
- Turk C., Leitner H., Kellezi G., Clemens H., Gan W.M., Staron P., Primig S. Impact of the B2 ordering behavior on the mechanical properties of a FeCoMo alloy // Materials science and engineering a-structural materials properties microstructure and processing. 2016. Vol. 662. P. 511–518.
- Glezer A.M., Muradimova L.F., Shirshikov S.O., Shchetinin I.V., D`yakonov D.L., Tomchuk A.A. Effect of large plastic deformations in Bridgman chamber on the structure and properties of FeCo-V alloys // Bulletin of the Russian Academy Sciences: Physics. 2019. Vol. 83. № 10. P. 1250–1260.
- Hasani S., Shafyei A., Shamanian M., Behjati P., Mostaan H., Juuti T., Szpunar J. Correlation Between Magnetic Properties and Allotropic Phase Transition of Fe-Co-V alloy // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2015. Vol. 28. № 8. P. 1055–1058.
- Ashby J.A., Flower H.M., Rawlings R.D. Gamma phase in an Fe-Co-2%V alloy // Metal Science. 1977. Vol. 11. № 3. P. 91–96.
- Pitt C.D., Rawlings R.D. Microstructure of Fe-Co-2V and Fe-Co-V-Ni alloys containing 1•8–7•4 wt.% Ni // Metal Science. 1981. Vol. 15. P. 369–376.
- Mahajan S., Pinnel M.R., Bennet J.E. Influence of heat treatments on microstructures in an Fe-Co-V alloy // Metall Trans. 1974. Vol. 5. № 6. P. 1263–1272.
- Bennet J.E., Pinnel M.R. Aspects of phase equilibria in Fe/Co/2.5 to 3.0% V alloys // Journal of Materials Science. 1974. Vol. 9. № 7. P. 1083–1090.
- Fiedler H.S., Davies A.M. The formation of gamma phase in Vanadium Permendur // Metallurgical Transactions. 1970. Vol. 1. № 4. P. 1036–1037.
- Foster W., Schmid H. Iron-Cobalt-Vanadium Ternary System. Part I // Archiv Eisenhuttenw. 1955. Vol. 10. P. 345–353.
- Glezer A.M., Sundeev R.V. General view of severe plastic deformation in solid state // Materials Letters. 2015. Vol. 139. P. 455–457.
- Shabashov V., Sagaradze V., Kozlov K., Ustyugov Y. Atomic Order and Submicrostructure in Iron Alloys at Megaplastic Deformation // Metals. 2018. Vol. 8. № 12. P. 995–1018.
- Straumal B.B., Pontikis V., Kilmametov A.R., Mazilkin A.A., Dobatkin S.V., Baretzky B. Competition between precipitation and dissolution in Cu–Ag alloys under high pressure torsion // Acta Materialia. 2017. Vol. 122. P. 60–71.
- Susan D.F., Jozaghi T., Karaman I., Rodelas J.M. Equal channel angular extrusion for bulk processing of Fe-Co-2V soft magnetic alloys. Part I: Processing and mechanical properties // Journal of Materials Research. 2018. Vol. 33. № 15. P. 2168–2175.
- Poudyal N., Rong C., Zhang Y., Wang D., Kramer M.J., Hebert R.J., Ping Liu J. Self-nanoscaling in FeCo alloys prepared via severe plastic deformation // Journal of Alloys and Compounds. 2012. Vol. 521. P. 55–59.
- Wu L.-Z., Chen J., Du Z.-Z., Wang J.-T. Microstructures of ultra-fine grained FeCoV alloys processed by ECAP plus cold rolling and their evolutions during tempering // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010. Vol. 20. № 4. P. 602–606.
- Scheriau S., Rumpf K., Kleber S., Pippan R. Tailoring the Magnetic Properties of Ferritic Alloys by HPT // Materials Science Forum. 2008. Vol. 584-586. P. 923–928.
- Advanced integrated X-ray powder diffraction suite PDXL 2 // Rigaku Journal. 2012. Vol. 28. № 1. P. 29–30.
- Pitt C.D., Rawlings R.D. Microstructure of Fe-Co-2V and Fe-Co-V-Ni alloys containing 1•8-7•4 wt-%Ni // Metal Science. 1981. Vol. 15. № 8. P. 369–376.
- Kakeshita T., Saburi T., Kindo Sh., Endo K. Effect of Magnetic Field and Hydrostatic Pressure on Martensitic Transformation and Its Kinetics // Japanese Journal of Applied Physics. Part 1: Regular papers and short notes and review papers. 1997. Vol. 36. № 12. P. 7083–7091.
- Roitburd A.L., Kurdyumov G.V. The nature of the martensitic transformation // Materials Science and Engineering. 1979. Vol. 39. № 2. P. 141–167.
- Shurygina N.A., Cheretaeva A.O., Glezer A.M., D`yakonov D.L., Shchetinin I.V., Sundeev R.V., Tomchuk A.A., Muradimova L.F. Effect of the Temperature of Megaplastic Deformation in a Bridgman Chamber on the Formation of Structures and the Physicochemical Properties of Titanium (BT1-0) // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2018. Vol. 82. № 9. P. 1113–1124.
- Waitz T., Tsuchiya K., Antretter T., Fischer F.D. Phase Transformations of Nanocrystalline Martensitic Materials // MRS Bulletin. 2009. Vol. 34. № 11. P. 814–823.
- Glezer A.M., Blinova E.N., Pozdnyakov V.A., Shelyakov A.V. Martensite Transformation in Nanoparticles and Nanomaterials // Journal of Nanoparticle Research. 2003. Vol. 5. № 5-6. P. 551–560.
- Persiano A.I.C., Rawlings R.D. A Mössbauer Investigation of Equiatomic FeCo with Vanadium and Niobium Additions // Physica Status Solidi (a). 1987. Vol. 103. № 2. P. 547–556.