vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-272Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYМАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ СТРУКТУРЫ В СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ ПРИ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИА MODEL OF SMALL-DISPERSED STRUCTURE FORMATION IN STEEL PRODUCTS BY MAGNETIC-PULSE ACTION DUE TO MAGNETOSTRICTIONАлифановА. В.AlifanovA. V.

доктор технических наук, профессор, заведующий отделом объемных гетерогенных систем

D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Department of the volumetric heterogeneous systems.

alifanov_aav@mail.ruЦионенкоД. А.TsionenkoD. A.

кандидат физико-математических наук, доцент

Ph. D. (Physics and Mathematics), Assistant Professor.

tsiond@tut.byМилюковаА. М.MiliukovaA. M.

кандидат технических наук, заведующий лабораторией.

Ph. D. (Engineering), Head of laboratory

annart@mail.ruЦионенкоН. М.TsionenkoN. M.

преподаватель

lecturer

tsionn@tut.byФизико-технический институт НАН БеларусиPhysical Technical Institute of the National Academy of Sciences of BelarusБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian state university of Informatics and RadioelectronicБелорусский государственный педагогический университет им. Максима ТанкаBelarusian State Pedagogical University, named after Maxim Tank201621012017043136Copyright © Алифанов А.В., Ционенко Д.А., Милюкова А.М., Ционенко Н.М., 20172017Алифанов А.В., Ционенко Д.А., Милюкова А.М., Ционенко Н.М.Alifanov A.V., Tsionenko D.A., Miliukova A.M., Tsionenko N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/272

Показано, что при магнитно-импульсном воздействии на ферромагнитный образец реализуются условия, способствующие образованию мелкодисперсной структуры при приближении температуры поверхности образца к температуре Кюри. При наличии сильного магнитного поля вследствие магнитострикции происходит деформация ферромагнитных участков, которые сдвигаются относительно парамагнитных областей, локализованных вблизи границ зерен и границ доменов. В результате возникающих механических напряжений может происходить дробление зерен. Магнитострикция приводит не только к измельчению зерен феррита, но и к образованию упорядоченной структуры, поскольку дроблению подвергаются участки с определенной ориентацией кристаллических плоскостей.

It is established that in magneto static fields, which can really be used in industrial equipment, the magnitude of electromagnetic energy is not sufficient for phase equilibrium changing. However, in pulse magnetic field, ones can obtain the changing of phase equilibrium for surface layer of ferromagnetic work material. The thickness of material layers is comparable with skin depth. It is shown, that the magnetic-pulse action on ferromagnetic sample surface provides conditions for formation of small-dispersed structure when the temperature approaches to the Curie temperature. In the presence of strong magnetic field, deformations of ferromagnetic regions arise due to magnetostriction, which are displaced relative to paramagnetic regions localized near the grain and domain boundaries. It leads to a disintegration of ferrite grains and to formation of an anisotropic structure since the regions with specific orientation of crystal planes are disintegrated by magnetostriction.

стальные изделиямагнитно-импульсное воздействиетемпература Кюримагнитострикциямелкодисперсная структураsteel productsmagnetic-pulse actionthe Curie temperaturemagnetostrictionsmall-dispersed structureReferencesАлифанов, А. В. Механизм упрочнения легированных сталей в импульсном магнитном поле / А. В. Алифанов, Ж. А. Попова, Н. М. Ционенко // Литье и металлургия. – 2012. - № 4. – C. 28–35.Alifanov, A. V., Popova, Zh. A. and Tsionenko, N. M. (2012), "The mechanism of hardening of alloy steels in pulsed magnetic field", Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], no. 4, pp. 28–35.Кривоглаз, М. А. Закалка стали в магнитном поле / М. А. Кривоглаз, В. Д. Садовский, Л. В. Смирнов, Е. А. Фокина. – М.: Наука, 1977. – 119 с.Krivoglaz, M. A., Sadovskii, V. D., Smirnov, L. V. and Fokina, E. A. (1977), Zakalka stali v magnitnom pole [Quenching of steel in magnetic field], Nauka, Moscow, RU.Бернштейн, М. Л. Термомагнитная обработка стали / М. Л. Бернштейн. – М.: Металлургия, 1968. – 95 с.Bernshtein, M. L. (1968), Termomagnitnaya obrabotka stali [Thermomagnetic treatment of steel], Metallurgiya, Moscow, RU.Пустовойт, В. Н. Физические и технологические основы термической обработки в магнитном поле: автореф. дис... д-ра техн. наук / В. Н. Пустовойт, ФТИ АН БССР. – Минск, 1980. – 40 с.Pustovoit, V. N. (1980), "Physical and technological bases of thermal treatment in a magnetic field", Abstract of D. Sc. Dissertation, Metallurgy and heat treatment of metals, FTI AN BSSR, Minsk, BY.Домбровский, Ю. М. Структура и свойства чугунов после термической обработки в магнитном поле: автореф. … канд. техн. наук / Ю. М. Домбровский. – Ростов н/Д, 1975. – 20 с.Dombrovskii, Yu. M. (1975), "Structure and properties of cast irons after heat treatment in a magnetic field", Abstract of Ph. D. dissertation, Metallurgy and heat treatment of metals, Rostovskii-na-Donu institut sel’skokhozyaistvennogo mashinostroeniya, Rostov n/D, RU.Блиновский, В. А. Исследование превращений, особенностей структуры и остаточных напряжений при закалке и отпуске железоуглеродистых сплавов в магнитном поле: автореф. ... канд. техн. наук / В. А. Блиновский. – Ростов н/Д, 1978. – 28 с.Blinovskii, V. A. (1978), "The study of transformations, structure and residual stresses during quenching and tempering of iron-carbon alloys in a magnetic field", Abstract of Ph. D. dissertation, Metallurgy and heat treatment of metals, Rostov n/D, RU.Корнилов, Ю. А. Исследование процессов термической обработки инструмента в магнитном поле: автореф. … канд. техн. наук / Ю. А. Корнилов.– Новочеркасск, 1984. – 16 с.Kornilov, Yu. A. (1984), "Research of processes of heat treatment of the tools in a magnetic field", Abstract of Ph. D. dissertation, Materials Science, Novocherkassk, RU.Гришин, С. А. Влияние термической обработки в магнитном поле на характеристики разрушения стали: автореф. … канд. техн. наук / С. А. Гришин. – Новочеркасск, 1983. – 21с.Grishin, S. A. (1983), ″The effect of heat treatment in magnetic field on fracture characteristics of steel″, Abstract of Ph. D. dissertation, Materials Science, Novocherkassk, RU.Сорочкина, О.Ю. Структура и свойства инструментальных сталей после термической обработки в магнитном поле: автореф. … канд. техн. наук / О. Ю. Сорочкина. – Ростов н/Д, 2005. – 24 с.Sorochkina, O. Yu. (2005), ″Structure and properties of tool steels after heat treatment in a magnetic field″, Abstract of Ph. D. dissertation, Materials Science, Donskoi gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet, Rostov n/D, RU.Бернштейн, М. Л. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле / М. Л. Бернштейн, В. Н. Пустовойт. – М.: Машиностроение, 1987. – 255 с.Bernshtein, M. L. and Pustovoit, V. N. (1987), Termicheskaya obrabotka stal′nykh izdelii v magnitnom pole [Heat treatment of steel products in a magnetic field], Mashinostroenie, Moscow, RU.Магнитно-импульсная упрочняющая обработка металлических изделий / А. В. Алифанов [и др.] // Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, инструмента и технологической оснастки : материалы Междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 10–13 апр. 2007. – СПб, 2007. – Ч. 2. – С. 9-15.Alifanov, A. V., Anisovich, A. G., Amelyanchik, S. A. and Krivonos, Yu. I. (2007), ″Magnetic pulse hardening treatment of metal products″, Tekhnologiya remonta, vosstanovleniya i uprochneniya detalei mashin, mekhanizmov, instrumenta i tekhnologicheskoi osnastki: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Sankt-Peterburg, 10–13 apr. 2007 [The technology of repair, restoration and strengthening of machine parts, machinery, tools and tooling: Materials Intern. scientific-practical. Conf., St. Petersburg, 10–13 April. 2007], SPb, RU, Ch. 2, pp. 9–15.Пустовойт, В. Н. О влиянии магнитного поля на мартенситное превращение в чугуне / В. Н. Пустовойт // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1975. – № 12.Pustovoit, V. N. (1975), ″On the influence of magnetic field on martensitic transformation in cast iron″, Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metallurgy and heat treatment of metals], no. 12.Пустовойт, В. Н. Особенности строения α-мартенсита при закалке в постоянном магнитном поле / В. Н. Пустовойт // Изв. АН СССР. Металлы. – 1978. – № 6.Pustovoit, V. N. (1978), ″The structural features of α-martensite in quenching in a constant magnetic field″, Izv. AN SSSR. Metally [Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Metals], no. 6.О возможностях и области использования закалки в постоянном магнитном поле / В. Н. Пустовойт [и др.] // Изв. СКНЦ ВШ. Технические науки. – 1979. – № 1.Pustovoit, V. N., Rusin, P. I., Dombrovskii, Yu. M. and Blinovskii, V. A. (1979), ″About the possibilities and the use of annealing in a constant magnetic field″, Izv. SKNC VSH. Tekhnicheskie nauki [Proceedings of the North Caucasian scientific center of high school. Technical science], no. 1.Пустовойт, В. Н., Влияние термической обработки в магнитном поле на механические свойства углеродистых сталей / В. Н. Пустовойт, П. И. Русин, С. А. Гришин // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1982. – № 7.Pustovoit, V. N., Rusin, P. I. and Grishin, S. A. (1982), ″The effect of heat treatment in magnetic field on the mechanical properties of carbon steels″, Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metallurgy and heat treatment of metals], no. 7.Пустовойт, В. Н. Особенности процесса образования аустенита при высокочастотном нагреве в магнитном поле / В. Н. Пустовойт // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1983. – № 4.Pustovoit, V. N. (1983), ″Features of formation of austenite in the high-frequency heating in a magnetic field″, Izv. VUZov. Chernaya metallurgiya [Proceedings of the higher educational institutions. Ferrous metallurgy], no. 4.Пустовойт, В.Н. Структурные эффекты при термической обработке сталей в магнитном поле / В. Н. Пустовойт, С. Н. Холодова // Изв. ВоГТУ. Сер.2 «Прогрессивные технологии в машиностроении». – 2003. - Вып. 6.Pustovoit, V. N. and Holodova, S. N. (2003), ″Structural effects during heat treatment of steels in a magnetic field″, Izv. VoGTU. Ser.2 ″Progressivnye tekhnologii v mashinostroenii″ [News of Volgograd State Technical University. Series 2 ″Progressive Technologies in Mechanical Engineering″], issue 6.Об одной модели образования зародышей мартенсита в магнитном поле / В. Н. Пустовойт [и др.] // Изв.СКНЦ ВШ. Технические науки. – 1974. – №4.Pustovoit, V. N., Rusin, P. I., Dombrovskii, Yu. M. and Blinovskii, V. A. (1974), ″A model of the nucleation of martensite in magnetic field″, Izv. SKNC VSH. Tekhnicheskie nauki [Proceedings of the North Caucasian scientific center of high school. Technical science], no. 4, pp. 56–58.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.