Термический анализ и микротвердость наноструктурного сплава 36Н

Н.Р. Юсупова, К.А. Крылова ORCID logo , Р.Р. Мулюков показать трудоустройства и электронную почту
Получена 06 сентября 2021; Принята 21 сентября 2021;
Цитирование: Н.Р. Юсупова, К.А. Крылова, Р.Р. Мулюков. Термический анализ и микротвердость наноструктурного сплава 36Н. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.382-385
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-382-385

Аннотация

Термический анализ (красная кривая, ДСК) и изменение микротвердости (HV) наноструктурного сплава 36Н (синяя кривая) от температуры отжига.Сплавы системы Fe-Ni нашли широкое применение в современной технике и приборостроении. Одним из наиболее известных Fe-Ni сплавов является инварный сплав 36Н (с содержанием Ni 36 вес.%), обладающий низким коэффициентом линейного расширения. Существенным недостатком данного сплава, ограничивающим его применение, является низкая прочность и твердость. В настоящей работе с помощью деформационного наноструктурирования кручением под квазигидростатическим давлением на наковальнях типа Бриджмена получен прочный инварный сплав. Микроструктура сплава 36Н после наноструктурирования представляла собой фрагменты со средним размером около 100 нм. Термический анализ наноструктурных образцов инвара показал, что на кривых, снятых в режиме дифференциально-сканирующей калориметрии, наблюдаются экзотермический пик, который свидетельствует о фазовом превращении в наноструктурном сплаве. Оценка прочностных свойств производилась с помощью измерения микротвердости методом Виккерса. Значение микротвердости сплава 36Н в наноструктурном состоянии в 2 раза выше, чем в крупнокристаллическом. Однако на кривых зависимости микротвердости от температуры отжига наблюдается максимум после отжига наноструктурного инвара в интервале температур от 380 до 450°С, связанный с дисперсионным упрочнением за счет выделения наноразмерной ОЦК фазы, не наблюдаемой в крупнокристаллическом сплаве 36Н. Рост температуры отжига выше 450°С приводит к снижению микротвердости вследствии наложения двух процессов — рекристаллизации зеренной структуры и растворения ОЦК фазы. Аномальное выделение ОЦК фазы в наноструктурном инварном сплаве стало возможно благодаря возрастанию диффузионной способности из‑за формирования неравновесной, высокодефектной структуры после деформационного наноструктурирования.

Ссылки (29)

1. W. D. Callister. Materials Science and Engineering: An Introduction 8th edition. NY, John Wiley & Sons (2010) 729 p.
2. A. Sahoo, V. R. R. Medicherla. Materials Today: Proceedings. 43 (2), 2242 (2021). Crossref
3. Physics and Engineering Applications of Magnetism. (Ed. by Y. Ishikawa, N. Miura). Springer, Berlin, Heidelberg (1991). Crossref
4. R. J. Weiss. Proc. Phys. Soc. 82 (2), 281 (1963). Crossref
5. T. Yokoyama, K. Eguchi. Phys. Rev. Lett. 107, 65901 (2011). Crossref
6. B. K. Jashti, W. J. Arbegast, S. M. Howard. J. Mater. Eng. Perform. 18 (7), 925 (2009). Crossref
7. M. Shiga. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1, 340 (1996). Crossref
8. C. Qiu, N. J. E. Adkins, M. M. Attallah. Acta Mater. 103, 382 (2016). Crossref
9. F. S. Harris. Cryogenics. 33 (8), 772 (1993). Crossref
10. M. S. Chun, M. H. Kim, W. S. Kim, S. H. Kim, J. M. Lee. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 22 (6), 901 (2009). Crossref
11. W. S. Park, M. S. Chun, M. S. Han, M. H. Kim, J. M. Lee. Materials Science and Engineering A. 528, 5790 (2011). Crossref
12. H. Asgari, M. Salarian, H. Ma, A. Olubamiji, M. Vlasea. Mater. Des. 160, 895 (2018). Crossref
13. T. Wegener, F. Brenne, A. Fischer, T. Möller, C. Hauck, S. Auernhammer, T. Niendorf. Additive Manufacturing. 37, 101603 (2021). Crossref
14. R. M. Wang, Y. G. Song, Y. F. Han. Journal of Alloys and Compounds. 331, 60 (2000). Crossref
15. A. A. Gulyaev, E. L. Svistunova. Scripta Metallurgica et Materialia. 33, 1497 (1995). Crossref
16. Ch. Wang, Sh. Yuan, Ch. Yao, Zh. Feng. Advanced Materials Research. 690 - 693, 290 (2013). Crossref
17. A. A. Nazarov, R. R. Mulyukov. Nanostructured Materials.Ch. 22. In: Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology. CRC Press, USA (2002) pp. 22-1-22-41 p.
18. A. A. Nazarov. Letters on materials. 8 (3), 372 (2018). Crossref
19. R. R. Mulyukov, A. I. Pshenichnyuk, Yu. A. Baimov. Letters on materials. 5 (4), 485 (2015). Crossref
20. K. A. Krylova, I. Kh. Bitkulov, R. R. Mulyukov. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 1008, 012022 (2020). Crossref
21. R. R. Mulyukov, I. Z. Sharipov, K. A. Bukreeva, I. Kh. Bitkulov. The Physics of Metals and Metallography. 109 (3), 234 (2010). Crossref
22. A. Vinogradov, S. Hashimot, V. I. Kopylov. Materials Science and Engineering: A. 355 (1-2), 277 (2003). Crossref
23. R. R. Mulyukov, I. Kh. Bitkulov, K. A. Bukreeva. Letters on materials. 1 (1), 70 (2011). (in Russian) [Р. Р. Мулюков, И. Х. Биткулов, К. А. Букреева. Письма о материалах. 1 (1), 70 (2011).]. Crossref
24. T. Nagayama, T. Yamamoto, T. Nakamura. Electrochimica Acta. 205, 178 (2016). Crossref
25. A. Vicenzo. J. Electrochem. Soc. 160, 570 (2013). Crossref
26. I. Tabakovic, V. Inturi, J. Thurn, M. Kief. Electrochim. Acta. 55, 6749 (2010). Crossref
27. K. A. Krylova, I. K. Bitkulov, R. R. Mulyukov. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 447, 012015 (2018). Crossref
28. S. Schumacher, R. Birringer, R. Strauss, H. Gleiter. Acta Metall. 37 (9), 2485 (1989). Crossref
29. R. Werschum, A. Kebler, S. Gruss et al. Annalles de Chimie. 21, 471 (1996).

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Работа поддержана Государственным заданием ИМСП РАН. -