CC BY
26
Мельчаков М.А., Скворцов А.И. Демпфирующая способность, коэрцитивная сила и структура сплавов Fe-Cr-Al в зависимости от температуры термомагнитной обработки // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2020. - Т. 22, № 1. - С. 54-60. DOI: 10.15593/2224-9877/2020.1.06
Melchakov M.A., Skvortsov A.I. Damping capacity, coercive force and structure of Fe-Cr-Al alloys depending on the temperature of thermomagnetic treatment. Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science, 2020, vol. 22, no. 1, pp. 54-60. DOI: 10.15593/2224-9877/2020.1.06
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 22, № 1, 2020 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
DOI: 10.15593/2224-9877/2020.1.06 УДК 669.1
М.А. Мельчаков, А.И. Скворцов
Вятский государственный университет, Киров, Россия
ДЕМПФИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ, КОЭРЦИТИВНАЯ СИЛА И СТРУКТУРА СПЛАВОВ Fe-Cr-Al В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
Немаловажной характеристикой, которая определяет эксплуатационные свойства материала, является демпфирующая характеристика. Демпфирование отвечает как за гашение шума, так и за гашение вибраций, которые возникают в том или ином оборудовании. В то же время демпфирующие свойства можно изменять, используя как стандартные методы термической обработки, так и более перспективные методы термомагнитной обработки.
Изучено влияние температуры термомагнитной обработки на демпфирующую способность, коэрцитивную силу и структуру высо-кодемпфирующих сплавов системы Fe-Cr-Al с содержанием Cr = 5,2-19,9 %, Al = 0,4-3,8 %, подвергнутых предварительному отжигу. Термомагнитную обработку проводили в интервале температур 300-850 °C при напряженности переменного магнитного поля 4 А/см. Демпфирующие свойства исследовали с использованием обратного крутильного маятника на цилиндрических образцах. Использованы методы: амплитудно-зависимого внутреннего трения, коэрцитивной силы, рентгеноструктурного анализа. Показано, что термомагнитная обработка может приводить как к повышению, так и к снижению демпфирующей способности, что зависит от температуры термомагнитной обработки. Определены значения температуры термомагнитной обработки, соответствующие максимальной демпфирующей способности сплава с учетом влияния двух легирующих элементов Cr и Al. Показано, что при анализе демпфирующих и магнитных свойств сплавов Fe-Cr-Al, получаемых в результате термомагнитной обработки, необходимо учитывать процессы фазовых превращений, влияющие на формирование магнитокристаллической структуры. В зависимости от химического состава сплава такими процессами могут быть процессы а^у-превращения, образования и растворения карбидов, сегрегаций атомов хрома, фазы типа Fe3Al. Необходимо также учитывать возможность наложения упомянутых процессов друг на друга.
Ключевые слова: сплавы Fe-Cr, сплавы Fe-Al, сплавы Fe-Cr-Al, отжиг, термомагнитная обработка, демпфирующая способность, коэрцитивная сила, рентгеноструктурный анализ, фазовые превращения, магнитомеханическое затухание, ширина рентгеновских линий, магнитокристаллическая структура, кристаллическая структура.
M.A. Melchakov, A.I. Scvortsov
Vyatka State University, Kirov, Russian Federation
DAMPING CAPACITY, COERCIVE FORCE AND STRUCTURE OF Fe-Cr-Al ALLOYS DEPENDING ON THE TEMPERATURE OF THERMOMAGNETIC TREATMENT
An important characteristic that determines the performance properties of a material is the damping. Damping is responsible for noise dampening and vibration dampening occurring in a particular equipment. At the same time the damping properties can be changed using both standard methods of heat treatment and more promising methods - methods of thermomagnetic treatment.
This paper studied the effects of the thermomagnetic treatment temperature on the damping capacity, coercive force and the structure of high damping Fe-Cr-Al alloys with a content Cr = 5.2-19.9 %, Al = 0.4-3.8 %, subjected to the pre-annealing. Thermomagnetic treatment was performed at the temperature range 300-850 °C with an alternating magnetic field strength 4A/cm. Damping properties were studied with a reverse torsional pendulum at the cylindrical samples. The used methods: amplitude-dependent internal friction, coercive force and X-ray diffraction analysis. It is shown that thermomagnetic treatment leads to both an increase and a decrease of the damping capacity; it depends on the temperature of the thermomagnetic treatment. It was determined the thermomagnetic treatment temperatures corresponding to the maximum damping alloy capacity, taking into account the influence of two alloying elements Cr and Al. It is shown that while study the damping and magnetic properties of Fe-Cr-Al alloys obtained as a result of thermomagnetic treatment, it is necessary to take into account the processes of phase transformations that affect the formation of the magnetocrystalline structure. The processes depending on the chemical composition of the alloy are the processes of а^у transformation, formation and dissolution of carbides, segregation of chromium atoms, Fe3Al phases. It is also necessary to take into account the possibility of overlapping these processes.
Keywords: Fe-Cr alloys, Fe-Al alloys, Fe-Cr-Al alloys, annealing, thermomagnetic treatment, damping ability, coercive force, X-ray structural analysis, phase transformations, magnetomechanical damping, X-ray lines width, magnetocrystalline structure, crystal structure.
Введение
Одними из значимых свойств материалов являются демпфирующие свойства, которые дают возможность судить о материале как о поглотителе вредных вибраций и шума. К таким материалам относятся, например, серые чугуны [1], сплавы железа с содержанием таких элементов, как Si [2-4], А1 [5-7], Сг [8-11], Мп [12-14], сплавы цветных металлов, например Mg-Zг [15, 16], Си-Мп [17, 18], другие сплавы, в том числе многокомпонентные [19-21].
Высокодемпфирующие сплавы классифицируют по механизмам внутреннего трения. Согласно работе [22], выделяется четыре основных механизма рассеивания энергии колебаний, один из которых - механизм магнитомеханической природы. Большая эффективность рассеивания энергии механических колебаний в сплавах с таким механизмом обусловлена сопутствующей колебаниям циклической перестройкой доменной структуры. При этом следует отметить, что поглощение энергии механических колебаний за счет механизма магни-томеханического затухания является очень чувствительным по отношению к различным способам обработки, которые изменяют фазовый состав, структуру, а также физические и механические свойства материала [4, 23].
Для варьирования демпфирующих свойств, кроме изменения химического состава сплавов, в большинстве случаев используют общеизвестные способы термической обработки. Однако сплавы с магнитомеханической природой внутреннего трения можно подвергать воздействию перспективного по отношению к демпфирующей способности способа обработки - термомагнитной обработки (ТМагО), т.е. одновременному воздействию температурой и магнитным полем [24]. Обработка магнитным полем при одновременном температурном воздействии на вышеуказанные сплавы не вызывает существенного изменения механических свойств, однако приводит к значительным изменениям магнитных свойств и, как следствие, к изменению их демпфирующей способности.
В работах [25, 26] показано, что и последующая после предварительного отжига ТМагО двух-компонентных сплавов может привести как к повышению демпфирующей способности (на рис. 1 сплав Fe-15,4%Cг), так и после относительно небольшого повышения к ее снижению (на рис. 1 сплавы Fe-4%Al, Fe-6%Al).
Пример рис. 1 показывает, что демпфирующую способность сплавов, в которых основной механизм внутреннего трения - магнитомеханической природы, можно изменять за счет подбора режима термомагнитной обработки.
Рис. 1. Влияние температуры ТМагО на максимум логарифмического декремента на его амплитудной зависимости сплавов Бе, предварительно отожженных при температуре 1200 °С [25, 26]
Целью работы является изучение влияния температуры термомагнитной обработки на демпфирующие, магнитные свойства и структуру сплавов Бе-Сг-А1.
Материалы и методика эксперимента
Материалами исследования являются сплавы Бе-Сг-А1 с различным содержанием компонентов (табл. 1).
По содержанию хрома исследуемые сплавы условно разбиты на три группы: 1 - сплавы с большим содержанием хрома (19,9%Сг); 2 - сплав со средним содержанием хрома (10,3%Сг); 3 - сплавы с относительно малым содержанием хрома (5,2%Сг).
Сплавы подвергали предварительному двойному отжигу (см. работу [27]) при температурах 1150 и 850 °С.
ТМагО осуществляли на установке, разработанной в ВятГУ [28], в вакууме при напряженности переменного магнитного поля Н = 4 А/см.
Демпфирующие свойства (амплитудную зависимость внутреннего трения) определяли на обратном крутильном маятнике ВятГУ [29]. Размеры рабочей части образцов: диаметр 5 мм, длина 30 мм. Частота колебаний 20-25 Гц. В качестве основной характеристики использовали логарифмический декремент 5.
Рентгеноструктурный анализ проводили с использованием установки дифрактометр Shimadzu XRD-7000.
Коэрцитивную силу измеряли по методике, описанной в работе [30].
Результаты и их анализ
Результаты раннее проведенных исследований показывают (см. рис. 1), что ТМагО сплава Бе-15,4%Сг при температурах выше 630 °С приводит
Таблица 1
Химический состав сплавов, мас. %
Сплав Cr Al C Остальные примеси (Si, Ni, Cu, P, S, Mn)
Fe-5,2%Cr-2,7%Al 5,20 2,70 0,02 0,701
Fe-5,2%Cr-3,8%Al 5,20 3,80 0,02 0,723
Fe-10,3%Cr-0,45%Al 10,30 0,45 0,07 0,738
Fe-19,9%Cr-0,4%Al 19,90 0,40 0,05 0,761
Fe-19,9%Cr-1,8%Al 19,90 1,80 0,05 0,741
Исх. 300 400 500 600 700 800 Исх. 300 400 500 600 700 800
t, °С t, °С
Рис. 2. Влияние температуры ТМагО на максимум логарифмического декремента на его амплитудной зависимости и ширину рентгеновской линии (211) а1 сплавов Fe-Cr-Al с различным содержанием Al: а - зависимость максимума логарифмического декремента от температуры ТМагО сплава Fe-19,9%Cr-0,4%Al;
б - зависимость ширины рентгеновской линии (211) а1 от температуры ТМагО сплава Fe-19,9%Cr-0,4%Al; в - зависимость максимума логарифмического декремента от температуры ТМагО сплава Fe-19,9%Cr-1,8%Al; г - зависимость ширины рентгеновской линии (211) а1 от температуры ТМагО сплава Fe-19,9%Cr-1,8%Al
Таблица 2
Влияние температуры ТМагО на коэрцитивную силу Нс (А/см) сплавов Fe-Cr-Al
с различным содержанием А1
Сплав Исходное состояние После ТМагО 700 °C После ТМагО 840 °C
Fe-19,9%Cr-0,4%Al 335,6 302,8 321,3
Fe-19,9%Cr-1,8%Al 144,9 196,2 203,3
к существенному росту демпфирующей способности. В данном сплаве это может быть связано с рассасыванием при воздействии магнитного поля и достаточно высоких температур сегрегаций атомов хрома, которые образовались при предварительном отжиге и которые затрудняли перестройку доменной структуры при циклических колебаниях. ТМагО при температурах около 450 °С сплавов Fe-4%Al и Fe-6%Al немного повышает их демпфирующую способность, а дальнейшее увеличение температуры ТМагО ведет к ее снижению. Следует отметить, что в данных сплавах может протекать процесс выделения фазы типа Fe3Al, что, вероятно, и привело при воздействии указанного в работе [25] режима ТМагО к снижению демпфирующей способности этих сплавов выше 450 °С.
Данные рис. 2 и табл. 2 позволяют проанализировать соответствие демпфирующей способности высокохромистых сплавов с характеристиками кристаллической структуры: шириной рентгеновской линии и коэрцитивной силой - при увеличении температуры ТМагО.
Наилучшее соответствие демпфирующей способности наблюдается с коэрцитивной силой, являющейся характеристикой совершенства кристаллической структуры. Причем этот результат соответствует данным G.W. Smith и J.R. Birchak, приведенным в работе [31]: 5m ~ 1/ Hc. Соответствие же демпфирующей способности с шириной рентгеновской линии неоднозначно, причиной чего является различное содержание Al. Анализ влияния химического состава на демпфирующую
способность при ТМагО показывает, что высокохромистый с малым содержанием Al сплав Fe-19,9%Cr-0,4%Al обнаруживает схожую с двойным сплавом Fe-Cr зависимость, а высокохромистый с повышенным содержанием Al сплав Fe-19,9%Cr-1,8%Al - схожую с двойными сплавами Fe-Al зависимость (см. рис. 1, 2).
Из рис. 3 видно, что сплавы с более низким содержанием хрома: Fe-5,2%Cr-2,7%Al и Fe-5,2%Cr-3,8%Al - имеют после предварительного отжига более высокую демпфирующую способность по сравнению с высокохромистыми сплавами, из-за меньшего содержания в них углерода (см. табл. 1), т.е. карбидов. Форма графиков зависимости 5т = f (¿ТМагО) имеет сходство: для сплавов Fe-19,9%Cr-0,4%Al и Fe-5,2%Cr-2,7%Al в том, что имеется существенное повышение демпфирующей способности в интервале температур ТМагО 500-700 °C; для сплавов Fe-19,9%Cr-1,8%Al и Fe-5,2%Cr-3,8%Al в том, что имеется относительно небольшой максимум демпфирующей способности в области 400-500 °C.
Для сплава с промежуточным содержанием хрома Fe-10,3%Cr-0,45%Al уровень демпфирующей способности на ее зависимости от температуры ТМагО относительно невысок (рис. 4), что объясняется повышенным содержанием в сплаве углерода (см. табл. 1), т.е. карбидов. По этой причине изменение демпфирующей способности в зависимости от температуры ТМагО незначительно, а изменение коэрцитивной силы при изменении температуры ТМагО находится в пределах ошибки эксперимента, т.е. пренебрежимо мало. Понижение демпфирующей способности выше температуры ТМагО 700 °C, как и для сплава Fe-19,9%Cr-0,4%Al (см. рис. 2), связано с образованием карбидов из-за повышенного содержания в этих сплавах углерода (см. табл. 1). Не исключено, что в понижение демпфирующей способности сплава Fe-10,3%Cr-0,45%Al вносит свой вклад и а—у-превращение, протекающее при ТМагО 800 °C.
В табл. 3 путем выборки из рис. 1-4 сведены данные о максимальных величинах демпфирующей способности на зависимости 5m = f (¿ТМагО) и о соответствующих им температурах ТМагО для сплавов Fe с Cr, Al. Из табл. 3 видно, что для сплавов, в которых определяющую роль в формировании максимальной демпфирующей способности при ТМагО оказывает Al, температура, ей соответствующая, находится в пределах 400-500 °C (сплавы 2, 3, 5, 8). Для сплавов, в которых определяющую роль в формировании максимальной демпфирующей способности при ТМагО оказывает Cr, температура, ей соответствующая, находится в пределах 700-850 °C (сплавы 1, 4, 6, 7).
Рис. 3. Влияние температуры ТМагО на максимум логарифмического декремента на его амплитудной зависимости сплавов Fe-Cr-Al с различным содержанием А1
Рис. 4. Влияние температуры ТМагО на максимум логарифмического декремента на его амплитудной зависимости сплава Fe-10,3%Cr-0,45%Al
Таблица 3
Максимальная демпфирующая способность на зависимости 5т = / (¿ТМаго) и соответствующая ей температура ТМагО для сплавов Бе
№ п/п Сплав 5m t, °C
1 Fe-15,4%Cr 0,42 850
2 Fe-4%Al 0,31 450
3 Fe-6%Al 0,47 450
4 Fe-5,2%Cr-2,7%Al 0,33 850
5 Fe-5,2%Cr-3,8%Al 0,25 500
6 Fe-10,3%Cr-0,45%Al 0,16 700
7 Fe-19,9%Cr-0,4%Al 0,47 700
8 Fe-19,9%Cr-1,8%Al 0,17 400
Величина внутреннего трения магнитомеха-нической природы в конечном итоге зависит от состояния магнитокристаллической структуры, в частности от величины зерен, магнитных доменов, плотности энергии доменных границ. Крупнодоменной структуре соответствует более высокое магнитомеханическое затухание, чем мелкодоменной, так как она более восприимчива к перестройке при циклических колебаниях [32, 33]. Величина магнитных доменов «способность доменной структуры к перестройке» при циклических колебаниях
зависит от количества примесных фаз, например карбидов, дефектов кристаллической структуры, например границ зерен. Ввиду этого при анализе зависимости 5т = / (тмаю) для исследуемых сплавов необходимо учитывать следующее. Изменение температуры ТМагО сплава с углеродом может инициировать как образование, так и растворение карбидов. От содержания углерода в сплаве зависит уровень зависимости 5т = / (/ТМагО) по демпфирующей способности. Изменение температуры ТМагО сплава с повышенным содержанием хрома может инициировать как образование, так и растворение сегрегаций атомов хрома. Изменение температуры ТМагО сплава с повышенным содержанием алюминия может инициировать как образование, так и растворение фазы типа Ре3Л1. В трехком-понентных сплавах Ре-Сг-Л возможно наложение упомянутых процессов друг на друга. Необходимо также учитывать то, что перечисленным структурным процессам сопутствует изменение химического состава феррита, от чего зависит плотность энергии доменных границ.
В заключение следует отметить, что для получения более всесторонних знаний о соответствии структурного состояния сплавов Ре-Сг-Л полученным результатам по влиянию режима термомагнитной обработки на демпфирующие и магнитные свойства необходимы дополнительные исследования.
Выводы
1. Термомагнитная обработка сплавов Ре-Сг-Л1 может приводить как к повышению, так и к снижению их демпфирующей способности, что зависит от температуры термомагнитной обработки.
2. Максимальной демпфирующей способности при термомагнитной обработке для сплавов, в которых определяющую роль в ее формировании оказывает Сг, соответствуют температуры, находящиеся в пределах 700-850 °С, а для сплавов, в которых определяющую роль в ее формировании оказывает Л1, - 400-500 °С.
3. При анализе демпфирующих и магнитных свойств сплавов Ре-Сг-Л1, получаемых в результате термомагнитной обработки, необходимо учитывать процессы, влияющие на формирование магни-токристаллической структуры: процессы а—у-пре-вращения, образования и растворения карбидов, сегрегаций атомов хрома, фазы типа Бе3Л1. Необходимо также учитывать возможность наложения упомянутых процессов друг на друга, что, в свою очередь, зависит от химического состава сплава.
Список литературы
1. Пивоварский Е. Высококачественный чугун. -М.: Металлургия, 1965. - Т. 1. - 650 с.
2. Frank R.C., Ferman J.W. Magnetomechanical damping in iron-silicon alloys // J. of Applied Physics. - 1965. -Vol. 36, no. 7. - P. 2235-2242.
3. Изучение динамики доменной структуры при деформировании и магнитоупругого затухания колебаний в монокристаллах сплава Fe-3%Si / И.Б. Кекало [и др.] // Физика металлов и металловедение. - 1970. -Т. 30, № 3. - С. 566-576.
4. Damping and tribological properties of Fe-Si-C cast iron prepared using various heat treatments / T. Murakami, T. Inoue, H. Shimura, M. Nakano, S. Sasaki // Materials Sci. and Eng. - 2006. - Vol. 432, iss. 1-2. - P. 113-119.
5. Kiyoshi M., Yoshihira O., Shinya M. The mechanism of damping characteristics of Fe-Al alloy // Science and Industry. - 1990. - Vol. 64, no. 9. - P. 417-423.
6. Удовенко B.A., Тишаев С.И., Чудаков И.Б. Особенности структуры и свойств сплавов высокого демпфирования на основе а-железа // Металлы. - 1994. - № 1. -С. 98-105.
7. Grain size effects on magnetomechanical damping properties of ferromagnetic Fe-5 wt. % Al alloy / Young Ik Seo, Baek-Hee Lee, Young Do Kim, Kyu Hwan Lee // Materials Sci. and Eng. - 2006. - Vol. 431, iss. 1-2. - P. 80-85.
8. Кочард А. Магнитомеханическое затухание // Магнитные свойства металлов и сплавов. - М.: Изд-во иностр. лит., 1961. - С. 328-363.
9. Karimi A., Azcoitia Ch., Degauque J. Relationships between magnetomechanical damping and magnetic properties of Fe-Cr (Al, Mo) alloys // J. of Magnetism and Magnetic Materials. - 2000. - Vol. 215-216. - P. 601-603.
10. Скворцов А.И. Влияние структуры на демпфирующую способность и механические свойства сплавов железа с магнитомеханическим затуханием // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2004. - № 5. -С. 18-25.
11. Damping capacity, magnetic and mechanical properties of Fe-18Cr alloy / A.K. Mohameda, M.Yu. Zado-rozhnyy, D.V. Saveliev, I.B. Chudakov, I.S. Golovin // J. of Magnetism and Magnetic Materials. - 2020. - Vol. 494. -Article 165777.
12. Демпфирующие железомарганцевые сплавы на основе g-мартенсита / Т.Ф. Волынова, И.Б. Медов, В.М. Мнасин, И.Б. Сидорова // Демпфирующие металлические материалы: тез. докл. 6-й республ. науч.-техн. конф., г. Киров, 15-19 апреля 1991 г.; КирПИ. - Киров, 1991. - С. 17-18.
13. Effects of Cr addition and cold pre-deformation on the mechanical properties, damping capacity, and corrosion behavior of Fe-17%Mn alloys / Hongying Sun, Benjamin Giron-Palomares, Wenhong Qu, Guang Chen, Hui Wang // J. of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 803. - P. 250-259.
14. Effect of high strain amplitude and pre-deformation on damping property of Fe-Mn alloy / Haijun Wang, Hui Wang, Ruiqian Zhang, Rui Liu, Yu Xu, Rui Tang // J. of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 770. - P. 252-256.
15. Магниевые сплавы с высокой демпфирующей способностью / М.Е. Дриц, Л.Л. Рохлин, В.В. Шередин, Ю.Н. Шульга // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1970. - № 11. - С. 48-51.
16. Effect of Zr content on damping property of Mg-Zr binary alloys / Rui-long Niu, Fang-jia Yan, Yun-si
Wang, Dong-ping Duan, Xue-min Yang // Materials Sci. and Eng. - 2018. - Vol. 718. - P. 418-426.
17. Jensen J.W., Rowland J.A. Manganese-copper high-damping alloys // Production Eng. - 1956. - Vol. 27, no. 5. - Р. 135-137.
18. An investigation of stick-slip oscillation of Mn-Cu damping alloy as a friction material / X.C. Wang, J.L. Mo, H. Ouyang, B. Huang, X.D. Lu, Z.R. Zhou // Tri-bology International. - 2019. - Article 106024.
19. Investigation of the effect of alloying elements on damping capacity and magnetic domain structure of Fe-Cr-Al based vibration damping alloys / Lian Duan, Dong Pana, Hui Wang, JunWang // J. of Alloys and Compounds. - 2017. -Vol. 695. - P. 1547-1554.
20. Effect of minor Zr element on microstructure and properties of Fe-16Cr-2.5Mo damping alloys / Shanghua Yan, Ning Li, Jun Wang, Jiazhen Yan, Wenbo Liu, Dong Li, Xiaoxiao Mou, Liu Ying, Xiuchen Zhao // J. of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 740. - P. 587-594.
21. Aging characteristics and properties of Fe-16Cr-2.5Mo-1.0Cu damping alloy / Xiaofeng Hu, Yuanyuan Song, Desheng Yan, Lijian Rong // Materials Sci. and Eng. - 2018. -Vol. 734. - P. 184-191.
22. Sugimoto K. Recent advances in high damping alloys // Tetsu-to-Hagane. - 1974. - Vol. 60, no. 14. -P. 2203-2220.
23. Girish B.M., Satish B.M., Mahesh K. Vibration damping of high-chromium ferromagnetic steel and its dependence on magnetic domain structure // J. Alloys Compd. -2009. - Vol. 484. - P. 296-299.
24. Скворцов А.И., Скворцов А.А. Влияние термомагнитной обработки на демпфирующие свойства магни-томягких сплавов железа // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2006. - № 10. - С. 14-19.
25. Мельчаков М.А., Скворцов А.И., Чудаков И.Б. Влияние термической и термомагнитной обработок на свойства высокодемпфирующих сплавов железо-алюминий // Технология металлов. - 2011. - № 11. - С. 28-32.
26. Скворцов А.И., Мельчаков М.А. Демпфирующая способность и структура сплава Fe-15,4%Cr при различных температурах термомагнитной обработки и предварительного отжига // Деформация и разрушение материалов. - 2012. - № 4. - С. 22-25.
27. Скворцов А.И. Двойной отжиг демпфирующих сплавов железа с магнитомеханическим затуханием и схемы диаграмм распада а-фазы // Технология металлов. -2004. - № 4. - С. 7-10.
28. Установка для термомагнитной обработки маг-нитомягких сталей и сплавов / А.А. Скворцов, В.М. Кондратов, А.И. Скворцов, А.А. Борисов // Наука - производство - технологии - экология: сб. материалов Всерос. науч.-техн. конф., г. Киров, 22-26 апреля 2002 г.; ВятГУ. -Киров, 2002. - Т. 3. - С. 66.
29. Скворцов А.И. Создание высокодемпфирую-щих сплавов железа, цинк-алюминий и основ технологии их термической обработки: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / УГТУ. - Екатеринбург, 1995. - 38 с.
30. Smith G.W., Birchak J.R. Internal stress distribution theory of magnetomechanical hysteresis an extension to include effects of magnetic field and applied stress // J. of Applied Physics. - 1969. - Vol. 40, no. 13. - Р. 5174-5178.
31. Скворцов А.А., Мельчаков М.А. Влияние термомагнитной обработки на магнитные свойства сплавов сис-
темы Fe-Cr-Al с малым содержанием хрома // XVI Между-нар. науч.-техн. урал. шк.-сем. металловедов-молодых ученых: сб. науч. тр., г. Екатеринбург, 7-11 декабря 2015 г. -Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. - Ч. 2. - С. 115-117.
32. Скворцов А.И. Структурный механизм магнито-механического затухания в ОЦК-сплавах железа // Известия АН. Серия физическая. - 1993. - Т. 57, № 11. - С. 159-162.
33. Скворцов А.И. Роль кристаллической и магнитной структур в формировании высокого магнитомехани-ческого затухания в сплавах железа // Физика металлов и металловедение. - 1993. - Т. 75, № 6. - С. 118-124.
References
1. Pivovarskii E. Vysokokachestvennyi chugun [High quality cast iron]. Moscow: Metallurgiia, 1965, vol. 1, 650 p.
2. Frank R.C., Ferman J.W. Magnetomechanical damping in iron-silicon alloys. Journal of Applied Physics, 1965, vol. 36, no. 7, pp. 2235-2242.
3. Kekalo I.B. et al. Izuchenie dinamiki domennoi struk-tury pri deformirovanii i magnitouprugogo zatukhaniia kolebanii v monokristallakh splava Fe-3%Si [Study of domain structure dynamics at deformation and magnetoelastic damping of vibrations in single crystals of Fe-3%Si alloy]. Fizika metallov i metallovedenie, 1970, vol. 30, no. 3, pp. 566-576.
4. Murakami T., Inoue T., Shimura H., Nakano M., Sasaki S. Damping and tribological properties of Fe-Si-C cast iron prepared using various heat treatments. Materials Sci. and Eng., 2006, vol. 432, iss. 1-2, pp. 113-119.
5. Kiyoshi M., Yoshihira O., Shinya M. The mechanism of damping characteristics of Fe-Al alloy. Science and Industry, 1990, vol. 64, no. 9, pp. 417-423.
6. Udovenko B.A., Tishaev S.I., Chudakov I.B. Oso-bennosti struktury i svoistv splavov vysokogo dempfi-rovaniia na osnove а-zheleza [Features of structure and properties of high damping alloys based on а-iron]. Metally, 1994, no. 1, pp. 98-105.
7. Young Ik Seo, Baek-Hee Lee, Young Do Kim, Kyu Hwan Lee. Grain size effects on magnetomechanical damping properties of ferromagnetic Fe-5 wt. % Al alloy. Materials Sci. and Eng., 2006, vol. 431, iss. 1-2, pp. 80-85.
8. Kochard A. Magnitomekhanicheskoe zatukhanie [Magnetomechanical attenuation]. Magnitnye svoistva metallov i splavov. Moscow: Izdatelstvo inostranoi lit., 1961, pp. 328-363.
9. Karimi A., Azcoitia Ch., Degauque J. Relationships between magnetomechanical damping and magnetic properties of Fe-Cr (Al, Mo) alloys. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2000, vol. 215-216, pp. 601-603.
10. Skvortsov A.I. Vliianie struktury na dempfi-ruiushchuiu sposobnost' i mekhanicheskie svoistva splavov zheleza s magnitomekhanicheskim zatukhaniem [Effect of structure on damping capacity and mechanical properties of iron alloys with magneto-mechanical attenuation]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2004, no. 5, pp. 18-25.
11. Mohameda A.K., Zadorozhnyy M.Yu., Saveliev D.V., Chudakov I.B., Golovin I.S. Damping capacity, magnetic and mechanical properties of Fe-18Cr alloy. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2020, vol. 494, Article 165777.
12. Volynova T.F., Medov I.B., Mnasin V.M., Sido-rova I.B. Dempfiruiushchie zhelezomargantsevye splavy na osnove e-martensita [Damping ferromanganese alloys based on e-martensite]. Dempfiruiushchie metallicheskie materi-aly: tezisy dokl. 6-i respubl. nauch.-tekhn. konf. Kirov, 1991, pp. 17-18.
13. Hongying Sun, Benjamin Giron-Palomares, Wen-hong Qu, Guang Chen, Hui Wang. Effects of Cr addition and cold pre-deformation on the mechanical properties, damping capacity, and corrosion behavior of Fe-17%Mn alloys. Journal of Alloys and Compounds, 2019, vol. 803, pp. 250-259.
14. Haijun Wang, Hui Wang, Ruiqian Zhang, Rui Liu, Yu Xu, Rui Tang. Effect of high strain amplitude and pre-deformation on damping property of Fe-Mn alloy. Journal of Alloys and Compounds, 2019, vol. 770, pp. 252-256.
15. Drits M.E., Rokhlin L.L., Sheredin V.V, Shul'-ga Iu.N. Magnievye splavy s vysokoi dempfiruiushchei spo-sobnost'iu [Magnesium alloys with high damping capacity]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 1970, no. 11, pp. 48-51.
16. Ruilong Niu, Fangjia Yan, Yunsi Wang, Dong-ping Duan, Xuemin Yang. Effect of Zr content on damping property of Mg-Zr binary alloys. Materials Sci. and Eng., 2018, vol. 718, pp. 418-426.
17. Jensen J.W., Rowland J.A. Manganese-copper high-damping alloys. Production Eng., 1956, vol. 27, no. 5, pp. 135-137.
18. Wang X.C., Mo J.L., Ouyang H., Huang B., Lu X.D., Zhou Z.R. An investigation of stick-slip oscillation of Mn-Cu damping alloy as a friction material. Tribology International, 2019, Article 106024.
19. Lian Duan, Dong Pana, Hui Wang, JunWang. Investigation of the effect of alloying elements on damping capacity and magnetic domain structure of Fe-Cr-Al based vibration damping alloys. Journal of Alloys and Compounds, 2017, vol. 695, pp. 1547-1554.
20. Shanghua Yan, Ning Li, Jun Wang, Jiazhen Yan, Wenbo Liu, Dong Li, Xiaoxiao Mou, Liu Ying, Xiuchen Zhao. Effect of minor Zr element on microstructure and properties of Fe-16Cr-2.5Mo damping alloys. Journal of Alloys and Compounds, 2018, vol. 740, pp. 587-594.
21. Xiaofeng Hu, Yuanyuan Song, Desheng Yan, Li-jian Rong. Aging characteristics and properties of Fe-16Cr-2.5Mo-1.0Cu damping alloy. Materials Sci. and Eng., 2018, vol. 734, pp. 184-191.
22. Sugimoto K. Recent advances in high damping alloys. Tetsu-to-Hagane, 1974, vol. 60, no. 14, pp. 2203-2220.
23. Girish B.M., Satish B.M., Mahesh K. Vibration damping of high-chromium ferromagnetic steel and its dependence on magnetic domain structure. Journal Alloys Compd, 2009, vol. 484, pp. 296-299.
24. Skvortsov A.I., Skvortsov A.A. Vliianie termomag-nitnoi obrabotki na dempfiruiushchie svoistva magnitomiagkikh splavov zheleza [The effect of thermomagnetic treatment on the damping properties of soft magnetic iron alloys]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2006, no. 10, pp. 14-19.
25. Mel'chakov M.A., Skvortsov A.I., Chudakov I.B. Vliianie termicheskoi i termomagnitnoi obrabotok na svoistva vysokodempfiruiushchikh splavov zhelezo-aliumi-nii [Influence of thermal and thermomagnetic treatment on the properties of highly-damping iron-aluminum alloys]. Tekhnologiia metallov, 2011, no. 11, pp. 28-32.
26. Skvortsov A.I., Mel'chakov M.A. Dempfiruiu-shchaia sposobnost' i struktura splava Fe-15,4%Cr pri razlichnykh temperaturakh termomagnitnoi obrabotki i pred-varitel'nogo otzhiga [Damping capacity and structure of Fe-15.4%Cr alloy at various temperatures of thermomagnetic treatment and pre annealing]. Deformatsiia i razrushenie ma-terialov, 2012, no. 4, pp. 22-25.
27. Skvortsov A.I. Dvoinoi otzhig dempfiruiushchikh splavov zheleza s magnitomekhanicheskim zatukhaniem i skhemy diagramm raspada a-fazy [Double annealing of damping iron alloys with magnetomechanical attenuation and decay diagrams of a-phase]. Tekhnologiia metallov, 2004, no. 4, pp. 7-10.
28. Skvortsov A.A., Kondratov V.M., Skvortsov A.I., Bo-risov A.A.Ustanovka dlia termomagnitnoi obrabotki magnito-miagkikh stalei i splavov [Machine for Thermomagnetic Treatment of Magnetic-Thick Steels and Alloys]. Nauka -proizvod-stvo - tekhnologii - ekologiia: sb. materialov Vseros. nauch.-tekhn. konf., 22-26 aprelia 2002 g. Kirov, 2002, vol. 3, pp. 66.
29. Skvortsov A.I. Sozdanie vysokodempfiruiushchikh splavov zheleza, tsink-aliuminii i osnov tekhnologii ikh termicheskoi obrabotki [Creation of high-damping iron, zinc-aluminum alloys and basics of technology for their thermal treatment.]. Doctors degree dissertation. Ekaterinburg, 1995, 38 p.
30. Smith G.W., Birchak J.R. Internal stress distribution theory of magnetomechanical hysteresis an extension to include effects of magnetic field and applied stress. Journal of Applied Physics, 1969, vol. 40, no. 13, pp. 5174-5178.
31. Skvortsov A.A., Mel'chakov M.A. Vliianie termo-magnitnoi obrabotki na magnitnye svoistva splavov sistemy Fe-Cr-Al s malym soderzhaniem khroma [The effect of ther-momagnetic treatment on the magnetic properties of Fe-Cr-Al system alloys with low chromium content]. Ekaterinburg: Iz-datelstvo Uralskogo universiteta, 2015, pp. 115-117.
32. Skvortsov A.I. Strukturnyi mekhanizm magni-tomekhanicheskogo zatukhaniia v OTsK-splavakh zheleza [Structural mechanism of magneto-mechanical attenuation in OCC-alloys of iron]. Izvestiia AN. Seriia fizicheskaia, 1993, vol. 57, no. 11, pp. 159-162.
33. Skvortsov A.I. Rol' kristallicheskoi i magnitnoi struktur v formirovanii vysokogo magnitomekhanicheskogo zatukhaniia v splavakh zheleza [The role of crystalline and magnetic structures in the formation of high magnetome-chanical attenuation in iron alloys]. Fizika metallov i metallovedenie, 1993, vol. 75, no. 6, pp. 118-124.
Получено 21.01.2020
Опубликовано 25.03.2020
Сведения об авторах
Мельчаков Михаил Александрович (Киров, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и основ конструирования Вятского государственного университета; e-mail: [email protected].
Скворцов Александр Иванович (Киров, Россия) -доктор технических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения и основ конструирования Вятского государственного университета; e-mail: [email protected].
About the authors
Mikhail A. Melchakov (Kirov, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor, Department of Materials Science and Design Basics, Vyatka State University; e-mail: [email protected].
Aleksander I Scvortsov (Kirov, Russian Federation) -Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Materials Science and Design Basics, Vyatka State University; e-mail: [email protected].
