Инварные аномалии и мартенситное превращение в сталях и сплавах на основе Fe–Ni в сильном магнитном поле и без него
И. В. Золотаревский
Национальный университет «Запорожская политехника», ул. Жуковского, 64, 69063 Запорожье, Украина
Получена: 12.03.2021; окончательный вариант - 27.10.2021. Скачать: PDF
Проанализировано влияние сильных импульсных магнитных полей на мартенситное превращение в сталях и сплавах, основу которых составляют железоникелевые составы, обладающие «инварными аномалиями» определённых физических свойств. Показано, что аномально большое смещение мартенситной точки некоторых сталей и сплавов в сильных магнитных полях при низких температурах обусловлено магнитным фазовым переходом первого рода. Этот переход вызван перестройкой неколлинеарной магнитной структуры $\gamma$-фазы в коллинеарную с изменением координационного числа при достижении критического межатомного расстояния, в результате изменения объёма, сопровождающего парапроцесс. Переход аустенита в мартенсит по типу магнитного фазового перехода первого рода возможен и без магнитного поля, если критическое межатомное расстояние достигается в мартенситной точке за счёт спонтанной магнитострикции. Это возможно при большом содержании основного компонента — железа, при оптимальном соотношении конкурирующих атомов железа и никеля, присутствии «катализатора» (Cr, Mn) и элементов, увеличивающих межатомное расстояние (С, N). Предполагается, что магнитно-фазовый переход с изменением объёма возникает в области магнитно-концентрационных неоднородностей с повышенным содержанием атомов железа, которые могут быть парамагнитными, антиферромагнитными или находиться в состоянии спинового стекла. Зарождение мартенсита при обычном фазовом переходе по атермической кинетике в сталях и сплавах близких составов, очевидно, базируется на таких же неоднородностях, как и при магнитном переходе первого рода. Неоднородности, имеющие в своём составе большее количество атомов Fe, чем среднее по сплаву, сами по себе имеют большую движущую силу, стремясь к переходу ГЦК- в ОЦК- или в ОЦТ-структуры.
Ключевые слова: спонтанная и вынужденная магнитострикции, магнитный фазовый переход первого рода, $\gamma \to \alpha$-превращение, магнитные неоднородности, центры новой фазы.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i02/0159.html
PACS: 64.70.kd, 75.30.Kz, 75.50.Ee, 75.60.Ej, 75.80.+q, 81.30.Hd, 81.30.Kf