CC BY
3
9. Исследование и разработка технологии восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными наноматериалами/ Латыпов Р.А., Денисов В.А., Агеев Е.В.// Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 2 (5). С. 141-146.
10. Свойства электроэрозионных порошков, используемых в производстве твердосплавных заготовок/ Кругляков О.В., Угримов А.С., Осьминина А.С., Агеев Е.В.// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 119-121.
11. Исследование свойств спеченных заготовок из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали/ Агеев Е.В., Карпенко В.Ю.// Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 4 (7). С. 1016.
Sernikova Olga Sergeevna, post-graduate student
Serebrovsky Vladimir Isaevich, Doctor of Technical Sciences, Professor
Kalutsky Evgeny Sergeevich, Ph.D.
Kursk State Agricultural Academy
STUDY OF WEAR RESISTANCE OF ELECTRODEPOSITIONED COATINGS
The article considers the dependences of the wear resistance of electrodeposited iron coatings on specific pressure, residual stresses, and friction paths. Analytical and graphical interpretations of these dependences are shown. Key words: wear, electrodeposition, microhardness.
УДК 669.017
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКАЯ ТЕКСТУРА В СЛИТКАХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ GD-DY Степаненко Андрей Викторович, к.ф.-м.н., доцент
(e-mail: avstep@mail.ru) Гребенкин Сергей Владимирович, к.ф.-м.н., доцент (e-mail: s.v.grebenkin@urfu.ru) Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г.Екатеринбург, Россия
Проведено исследование процессов образования кристаллографической текстуры в образцах бинарных сплавов системы GdxDy1-x, изготовленных методом электровакуумной плавки из высокочистых компонент. Анализ текстурного состояния выполнен с использованием метода обратных полюсных фигур. Отмечено влияние величины коэффициента теплопроводности материалов на формирование текстурных компонент в слитках бинарных сплавов и формирование анизотропных физических свойств материалов.
Ключевые слова: текстура, поликристаллы, редкоземельные металлы, рентгеновский анализ, анизотропия.
Редкоземельные металлы (РЗМ) составляют около четверти всех известных металлов, благодаря своим уникальным свойствам (ядерным, магнитным, тепловым и др.) находят широкое применение в различных областях промышленности [1]. Благодаря кристаллографической текстуре магни-
тотвердые сплавы могут достигать экстремально высоких значений остаточной индукции и коэрцитивной силы. Однако сведения о текстурах РЗМ в литературе весьма ограничены [2,3,4].
При кристаллизации металлов и сплавов, как правило, образуется кристаллографическая текстура, формирование которой зависит от множества факторов (таких как анизотропия скорости роста кристаллитов, градиент температуры и других условий кристаллизации). Текстура литья является одним основных факторов определяющих анизотропию физических свойств металлов и может существенно влиять на последующую термомеханическую обработку материалов [5].
Целью данной работы являлось исследование текстуры слитков образцов модельных сплавов системы GdxDy1-х (где х = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0), изготовленных методом электровакуумной плавки из высокочистых компонент Gd и Dy (степень чистоты 99,99 мас.%), прошедших дистилляци-онную и кристаллизационную очистку.
Исследование кристаллографической текстуры осуществлялось на рентгеновском дифрактометре ДРОН-0,5 в отфильтрованном Cu-Кa излучении с помощью обратных и прямых полюсных фигур [6].
На рисунке 1 показан стандартный стереографический треугольник с нанесенными кристаллографическими полюсами для металлов с гексагональной плотноупакованной решеткой.
Рис.1. Кристаллографические ориентировки на обратной полюсной фигуре для металлов с ГПУ-решеткой
Для расчетов полюсных фигур были изготовлены эталонные образцы для каждого металла и модельного сплава путем напиловки и просеяния порошка через сито. Для снятия напряжений, вызванных механической обработкой, производился отжиг эталонных порошков в вакууме (10-4 мм. рт. ст.). Чтобы уменьшить возможность возникновения преимущественных ориентировок (текстура "укладки"), использовался метод упаковки кристаллитов в кювету, предложенный в [7].
На рисунке 2 представлены обратные полюсные фигуры образцов сплавов системы Gd-Dy. Текстура слитков многокомпонентная и существенно зависит от концентрации содержащихся металлов.
Текстура поликристаллов чистого гадолиний характеризуется повышенными значениями интенсивностей ориентировок {30 3 2}, {20 2 3}, {1122} и близкими к ним, которые превышают интенсивности бестекстурного эталона более 2 раз.
В сплаве гадолиния, легированного диспрозием (состав Gdo.8Dyo.2X текстура слитков характеризуется наличием интенсивной призматической ориентировки {10 10} и ориентировки{2021}, которые по интенсивности превышают величину для бестекстурного эталона более трех раз. Не отмечено повышенной, по сравнению с бестекстурным состоянием, доли кристаллитов с ориентировкой {11 22}, что было зафиксировано в нелегированном гадолинии (см. рис.2).
Наблюдаемое количественное перераспределение интенсивностей преимущественных ориентировок в зависимости от химического состава слитка говорит о том, что при легировании гадолиния диспрозием имеет место смещение некоторой доли полюсной плотности в область больших углов стереографического треугольника (область призматических ориентировок) из областей средних углов (область пирамидальных ориентировок) (см. рис.2).
При увеличении степени легирования гадолиния диспрозием (сплав состава Gd0.6Dy0.4) в слитках отмечается высокая интенсивность ориентировок {20 21} и {30 3 2}, а также наличие повышенной, по сравнению с бестекстурным состоянием, доли кристаллитов с ориентировкой {11 2 2}.
Процесс формирования преимущественных ориентировок кристаллитов при кристаллизации сплава состава Gd0.4Dy0.6, по-видимому, характеризуется неустойчивостью. Наряду с повышенными значениями интенсивности
наклонных ориентировок {12 33},{10 12}, здесь также наблюдается достаточно выраженная базисная (0001) и призматическая {10 1 0} ориентировки.
Текстура слитков с преимущественным содержанием диспрозия (сплав состава Gd0.2Dy0.8) определяется наличием преимущественной базисной (0001) и призматической {12 3 0} ориентировками (см. рис.2).
Рис.2. Обратные полюсные фигуры слитков образцов бинарных сплавов
системы Оё-Оу.
Текстура поликристаллов чистого диспрозия характеризуется наличием преимущественных призматических ориентировок {1230}, {1010}, при этом не отмечено повышенной, по сравнению с бестекстурным состоянием, доли кристаллитов с базисной ориентировкой (0001) (см. рис.2).
Учитывая, что при температуре близкой к температуре плавления коэффициент теплопроводности гадолиния (Хср. = 20,0 Вт/м-К при Т=1500К [8]) больше коэффициента теплопроводности диспрозия (Хср. = 17,2 Вт/м-К при Т=1500К [9]), особенности формирования преимущественных ориентировок кристаллитов при кристаллизации сплавов системы Оё-Оу обусловлены, по-видимому, различием коэффициента теплопроводности и концентрационной зависимостью величины X от состава бинарного сплава. Наличие текстурных компонент и их развитие в последующей термомеханической обработке металлических образцов приводит к формированию анизотропии физико-механических свойств образцов [10,11].
Действительно, текстура слитков чистого Оё выражена несколько сильнее, чем чистого Оу. Легирование гадолиния диспрозием сначала приводит
к усилению текстуры (сплавы Gd0.g Dy0.2 и Gd06 Dy04), а затем наблюдается ее ослабление и наиболее слабо она выражена в чистом Gd.
Таким образом, текстура слитков исследованных материалов многокомпонентная, слабо выражена и зависит от химического состава слитков, а интенсивность текстуры существенным образом зависит от теплопроводности материала. Список литературы
1. Спеддинг Ф.З., Даан А.Х. Редкоземельные металлы. Пер. с англ.. М.: Металлургия, 1965. 610 с.
2. Линецкий Б. Л., Донцов С. Н. Пластическая деформация редкоземельных металлов. М.: Металлургия, 1991. 185 с.
3. Бородкина М. М., Спектор Э. Н. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов . М.: Металлургия. 1981. 271 с.
4. Stepanenko A.V. X-ray study of Yttrium texture using standard and extended dialing pole densities // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2021. Т. 21, № 4. С. 41-47.
5. Адамеску Р. А., Гельд П.В., Митюшов Е.А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. 137с.
6. Вишняков Я. Д., Бабарэко А. А., Владимиров С. А., Эгиз И.В. Теория образования текстур в металлах и сплавах. М.: Наука, 1979. 344 с.
7. Лисойван В. И., Горомилов С. А. Приготовление свободных от текстуры образцов в дифрактометрии поликристаллов// Аппараты и методы рентгеновского анализа. Вып.39. Л.: Машиностроение. 1989. С.80-91.
8. Поздеев А. Н., Ивлиев А. Д., Куриченко А. А., Ривман Е. З., Морева Н. И. Тепло-физические свойства тяжелых р.з.м. при высоких температурах// ФММ.1990. Т.69. №9. С.85-90.
9. Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочник. М.: Металлургия, 1989. 383 с.
10. Степаненко А. В. Исследование анизотропии свойств поликристалла на основе текстурных данных // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т.85, №9. С.46-51.
11. Степаненко А. В. Определение текстурных параметров поликристаллов с острой однокомпонентной текстурой // Успехи современной науки и образования. 2016. №9. Т. 4. С. 149-153.
Stepanenko Andrej Viktorovich, PhD in Physics and Mathematics, associate professor,
(e-mail: avstep@mail.ru)
Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Grebenkin Sergej Vladimirivoch, PhD in Physics and mathematics, associate professor, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
CRYSTALLOGRAPHIC TEXTURE IN INGOTS OF GD-DY SYSTEM ALLOYS
Abstract: A study was made of the processes of crystallographic texture formation in a series of samples of binary alloys of the GdxDy1-x system, produced by the method of electrovacuum melting from high-purity components. The analysis of the texture state was performed using the method of inverse pole figures. The influence of the value of the thermal conductivity coefficient of materials on the formation of texture components in ingots of binary alloys and the formation of anisotropic physical properties of materials is noted. Keywords: texture, polycrystals, rare-earth metals, X-ray analysis, anisotropy.
