Влияние зернограничного фазового перехода смачивания границ зерен на микроструктуру редкоземельных постоянных магнитов на основе сплавов системы Nd-Fe-B
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?скопии. Рассмотрим подробнее эти экспериментальные методы.
2.1 Подбор образцов и режимов обработки
Так как задачей является поиск фазового перехода смачивания границ зерен, то логично выбрать образцы, в которых при отжиге было бы много первой фазы и достаточно мало второй. В ходе исследований были изучены экспериментальные образцы сплавов на основе систем Nd-Fe-B и Fe-Cr. Были исследованы образцы с массовой долей содержания неодима 16 % и бора: 7 % и сплав на основе железа с содержанием хрома 12 % и углерода 0,2 %.
Отжиг отобранных образцов производится в трехфазной области фазовой диаграммы при определенных температурах. Перед отжигом образцы запаиваются в кварцевые ампулы iелью защиты их от воздействия коррозионных процессов. Легко видеть (по правилу "рычага"), что отжиг вблизи линий фазовой диаграммы смысла не имеет, т.к. количество одной из структурных составляющих приближается к 100 % и смачивание не наблюдается из-за недостатка "смачивающей" фазы.
Образцы запаивались в кварцевые ампулы и отжигались при различных температурах. Продолжительность отжигов: не менее 700 часов для хромистой стали, 30 минут для постоянных магнитов, так как как большинство исследователей iитают оптимальной двухступенчатую термообработку, включающую в себя высокотемпературную гомогенизацию при 900 С, 1000 С, 1100 С и низкотемпературный отжиг при 600 С, 650 С Микроструктура фиксировалась закалкой в воде.
2.2 Металлографический анализ
Далее образцы готовились для микроскопического исследования структуры.
Поскольку микроструктуру металла изучают в отраженном свете, поверхность микрошлифа должна удовлетворять двум требованиям:
она должна иметь максимальную отражающую способность;
разные участки поверхности должны по-разному отражать свет, чтобы различить элементы микроструктуры.
Первое достигается путем получения плоской и гладкой поверхности, второе - либо благодаря неодинаковому отражению света (поляризованного или неполяризованного, моно - или полихроматического) от плоской поверхности, либо вследствие образования рельефа на поверхности путем травления.
Микрошлиф должен иметь микроструктуру, характерную для всего изучаемого изделия или его части. Имеет значение выбор расположения исследуемой поверхности на образце.
Площадь поверхности микрошлифа обычно составляет около 1 см, высота образца 10 мм. Для изготовления шлифов, образцы после отжига и закалки помещают в цилиндрическую обойму и заливают специальной металлографической пластмассой (для удобства обращения с ними).
Подготовка плоской поверхности микрошлифа включает:
вырезку и выравнивание поверхности;
шлифование;
полирование.
Все перечисленные операции поводились таким образом, чтобы они не изменили микроструктуру металла. В этом отношении особенно ответственны первая и вторая операции, которые не должны сопровождаться деформацией поверхностных слоев и нагревом образца. Поверхность подготовленного шлифа должна быть зеркально гладкой, плоской по всей его площади, не иметь царапин, ямок и загрязнений.
Вырезку образца для изготовления микрошлифа проводили абразивными кругами, выравнивание поверхности проводили на шлифовальных станках. На этой стадии подготовки образца необходимо свести к минимуму деформацию поверхности и нагрев образца, что достигалось надлежащим выбором инструмента и режима обработки, также интенсивным охлаждением обрабатываемой поверхности и инструмента.
Шлифование проводили iелью уменьшения неровностей на поверхности образца. При этом использовались шлифовальные шкурки различных номеров. (Номер обозначает размер зерен абразивного порошка, прикрепленного к бумажной основе шкурки). Размер зерен абразива на различных номерах шкурки составлял от 12 до 250 мкм. При шлифовании на станке с горизонтально расположенным вращающимся кругом, на котором закрепляют шкурку. Образец прижимают к кругу вручную. Перед шлифованием обрабатываемую поверхность очищают от частиц металла и абразива.
Положение образца при шлифовании выбиралось так, чтобы движение круга было под углом 90 к направлению царапин от предшествовавшей обработки. Образцы шлифуется до тех пор, пока полностью не иiезнут все следы царапин от предыдущей операции. После завершения шлифования образец тщательно промывают под струей воды. Затем его промывают этиловым спиртом и сушат потоком горячего воздуха (если этого не делать, то металл окисляется, и на микрошлифах в течение короткого промежутка времени появляются следы коррозии, что препятствует детальному наблюдению микроструктур).
Полирование служит для дальнейшего уменьшения неровностей на плоской поверхности образца. Полирование заканчивают, когда на поверхности иiезнут всякие риски, а сама поверхность станет зеркально гладкой. Полирование проводили механическим методом. Для этого использовали станок с горизонтально расположенным вращающимся кругом, который обтянут фетром. В качестве абразива применяли алмазную пасту, которая наносилась на поверхность круга во время его вращения. Размер зерен абразива: 6 мкм, 3 мкм и 1 мкм. Круг во время полирования должен быть влажным, поэтому его увлажняли жидким мылом. Образец шлифовальной поверхностью слегка прижимался к поверхности вращающегося круга. Во время полировки образец перемещают от периферии к центру круга (чтобы обеспечить равномерное распределение абразива) и пе?/p>