Влияние постоянного магнитного поля на диффузионные процессы и структуру

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Задание 1 Цель: оценить значение сердечника для получения магнитного поля катушки, 33.68kb.
• Гипотеза о форме поля окружающего постоянный магнит или торсмагнитное поле, 528.63kb.
• Дефицит магнитного поля, 27.98kb.
• Домашнее задание по физике на 4 сессию Учебник, 55.57kb.
• Задачи урока: -обучения: продолжить формирование представлений о магнитном поле; рассмотреть, 35.34kb.
• Урок на тему «Магнитное поле Земли», 31.68kb.
• Лабораторная работа № Исследование магнитного поля модели сверхпроводникового индуктора, 75.13kb.
• Разработка урока в 8-м классе "Магнитное поле. Линии магнитного поля", 33.77kb.
• «влияние электромагнитных волн на здоровье человека», 452.98kb.
• Данная работа посвящена проблеме разделения коллоидных смесей, 135.34kb.

Влияние постоянного магнитного поля на диффузионные процессы и структуру

cтали 20 при ультразвуковой обработке


В.Ф. Мазанко¹, С.Е. Богданов¹, Е.Н. Храновская¹, А.В. Рябинин<sup>2

1</sup>Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, Киев, Украина

²Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, Украина

Besal@bigmir.net


Современное машиностроение предъявляет повышенные требования к материалу изделий, эксплуатирующихся в условиях высоких и низких температур, импульсных, а также циклических нагрузок вплоть до ультразвуковых частот.

В работе исследовано влияние ультразвуковой обработки (УЗО) на структурные изменения и диффузию изотопа ⁶³Ni в стали 20 при наличии и в отсутствии постоянного магнитного поля (ПМП).

Образцы представляли собой цилиндры с высотой и диаметром 10 мм. С целью стабилизации структуры их предварительно отжигали (Т_отжиг=1073К) в течение двух часов. Ультразвуковая обработка стали 20 в постоянном магнитном поле проводилась на установке [1] (параметры: амплитуда колебаний ε=10 мкм, частота колебаний υ=18 кГц, величина магнитного поля Н=585 Э, постоянный ток I=9 А, время обработки τ=610² с, температура обработки Т=293 К). Для изучения структуры образцов после обработки применяли оптическую микроскопию, микродюрометрию (ПМТ-3, под нагрузкой 50 г), рентгеноструктурный анализ (дифрактометр ДРОН-3, железное K_ излучение). При изучении распределения изотопа ⁶³Ni в стали 20 после УЗО, проведенной с наложением ПМП и без него, и расчете величин коэффициента массопереноса (D_м) использовали метод снятия слоев и методику предложенную в работе П.Л. Грузина [2].

Результаты экспериментов показали, что до обработки структура стали 20 являлась ферритно-перлитной (см. табл.). УЗО приводит к распаду эвтектоидного перлита с одновременным образованием зерен феррита и цементита. При наложении ПМП в процессе УЗО такой эффект не наблюдается (структура сходна со сталью до обработки). Данные влияний магнитного поля в процессе УЗО на структуру и свойства стали 20 приведены в таблице.


Таблица. Структурные параметры стали 20 после обработки.

Структурные параметры стали 20	Вид обработки
	до обработки	УЗО	УЗО + ПМП
Параметр решетки, а, нм	0,2858	0,2862	0,2862
Плотность дислокаций, ρ, 1012 см-2	10,6	6,4	6,2
Количество феррита, m, %	85	93	83
Средний размер зерна, d, мкм	28	38	31

Установлено, что наличие постоянного магнитного поля при УЗО интенсифицирует процессы диффузии в стали 20, приводя к проникновению изотопа ⁶³Ni на большие глубины (до 11 мкм), по сравнению с обработкой в отсутствии ПМП. Так, коэффициент массопереноса изотопа ⁶³Ni в сталь 20 при УЗО с ПМП составил 7,4 ∙10^-11 см²/с, а при отсутствии ПМП – 0,95∙10^-11 см²/с.

Таким образом, установлено, что наличие постоянного магнитного поля при УЗО не вызывает существенного изменения фазового состава стали 20, в тоже время способствует ускорению протекания процессов массопереноса изотопа ⁶³Ni в ней.

1. Н.С. Мордюк, П.Н. Окраинец, Особенности влияния ультразвука на механические и структурные характеристики металлов (Киев: Наукова думка: 1977).
   
2. П.Л. Грузин Доклады АН СССР, 68, № 2: 289 (1952).