Реферат: Виявлення впливу вуглецю на міжатомну взаємодію сплавів на основі заліза і нікелю

У сплаві з меншим вмістом Ni (Fe–29,7% Ni–0,97% C), модулі Юнга  та зсуву  зменшились на 12,9% та 14% (табл. 6), а об’ємний модуль  на 7,6% у порівнянні з бінарним сплавом Fe-30,3% Ni, наближаючись до значень , ,  для сплаву Fe–36,0% Ni. При легуванні вуглецем коефіцієнт Пуассона хоча і збільшився на 7,8% (табл. 5), але залишився аномально низьким 0,236.

Зміни швидкості ультразвуку та виникнення дефекту модулів , ,  при легуванні вуглецем інварних сплавів можуть бути пов’язані з його впливом на міжатомну взаємодію через вплив на магнітну структуру.

Отримані дані свідчать про те, що при легуванні вуглецем як сплаву з ~30% Ni, так і з ~36% Ni спостерігається зменшення значення , ,  та . Це означає, що вуглець зменшує взаємодію Me-Me в ГЦК Fe-Ni сплавах через підсилення магнітного внеску. На нашу думку, це відбувається завдяки відносній близькості температури вимірювань до температури Кюрі з боку нижчих температур. Саме завдяки послабленню жорсткості міжатомної взаємодії, (тобто зменшенню крутизни залежності останньої від міжатомної відстані) полегшується компенсація магнітострикційного походження теплового розширення сплаву при зміні температури нижче точки Кюрі, що зменшує температурний коефіцієнт лінійного розширення Fe-Ni-C сплавів до аномально низького значення [2] та викликає дефект модулів [5].

ВИСНОВКИ

1. Легування вуглецем в межах 0,55-0,61% інварного сплаву, який містить біля 36% Ni, підвищує температурний коефіцієнт термічного розширення при температурах нижчих за кімнатну і зменшує його при температурах вище 300 К, а також розширює температурний діапазон низького значення  у порівнянні з бінарним сплавом Fe-36% Ni.

2. Дилатометричний аналіз показав, що вуглець та вуглець в комбінації з марганцем (0,8%) у сплаві, який містить біля 30% Ni, зменшує ТКЛР в інтервалі температур 110-380 K майже на порядок у порівнянні з ТКЛР сплавів Fe-Ni та Fe–Ni–Mn, які не містять вуглець, і наближає його до величини  = (1,3-5,4) 10-6 K-1, а також розширює температурний діапазон з мінімальним значенням . Додаткове легування марганцем (0,4-0,8%) підвищує верхню границю низького значення ТКЛР на ~20 К.

3. Магнітометричні дослідження показали, що вуглець розширює температурний діапазон інварної аномалії в сплаві з 30% Ni в результаті підвищення температури Кюрі на 80-90 К та зниження мартенситної точки до температури нижчої за точку кипіння рідкого азоту.

4. Показано, що відпал Fe-Ni-C сплавів при 773 К збільшує величину ТКЛР і звужує температурний інтервал низького значення , що обумовлено зменшенням кількості вуглецю в твердому розчині в результаті графітизації і зміною магнітної структури.

Література

1.  Дослідження впливу деформації металу на взаємодію з середовищем на атомному рівні / В.І. Похмурський, В.І. Копилець, О.І. Балицький, С.А. Корній // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 1996. – № 3. – С. 16 – 19.

2.  Похмурський В.І., Копилець В.І., Корній С.А. Квантово-хімічне моделювання селек­тивного розчинення латуні та цинк-алюмінієвого сплаву // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 1998. – № 2. – С. 29 – 33.

3.  Теоретико-експериментальне дослідження селективного розчинення a-латуні / В. Копилець, О. Калахан, С. Корній, Н. Червінська, Л. Батюк // Фіз.-хім. механіка матеріалів. Спец. випуск № 1 "Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів". – 2000.– Т.1. – С. 182 – 185.

4.  Копилець В.І., Корній С.А. Параметризація квантово-хімічного методу MNDO для розрахунку адсорбції на перехідних металах // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2002. – № 2. – С. 120 – 121.

5.  Корній С., Копилець В. Використання методів квантової хімії до моделювання анодного розчинення легованих корозійно-тривких сталей // Фіз.-хім. механіка матеріалів. Спец. випуск № 3 "Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів". – 2002.– Т.1. – С. 380 – 384.

6.  Корній С.А. Анодне розчинення граней монокристала міді у хлоридовмісному водному середовищі // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2003. – № 2. – С. 118-119.