Про особливості магнетного стану стопів $\gamma$-Fe–Ni

І. В. Золотаревський, В. Ю. Ольшанецький

Національний університет «Запорізька політехніка», вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна

Отримано: 14.06.2023; остаточний варіант - 01.09.2023. Завантажити: PDF

Проаналізовано магнетну структуру, нерівноважний і рівноважний стани та магнетні неоднорідності аустеніту в інварних Fe–Ni-стопах з метою обґрунтування можливости наявности концентраційних неоднорідностей з дезорієнтованою магнетною структурою, які можуть бути центрами магнетного $\gamma$$\leftrightarrow$$\alpha$-переходу першого роду. Узагальнено результати розглянутих експериментальних і теоретичних досліджень цієї системи. Показано, що самі по собі магнетна структура та нерівноважний стан аустеніту не можуть привести до появи концентраційних (магнетних) неоднорідностей в інварних стопах. Припускається, що наявні концентраційні неоднорідності мають флюктуаційне походження. Запропоновано модель, який пояснює основні інварні властивості стопів Fe–Ni наявністю ориґінальної магнетної структури аустеніту та його неоднорідним і нерівноважним станом відносно $\alpha$-фази. Вона передбачає, що концентраційні неоднорідності з дезорієнтованою магнетною структурою в аустеніті інварних стопів Fe–Ni у широкому температурному інтервалі, — від точки Кюрі до мартенситної точки, — можуть відігравати роль стиснутих пружніх елементів усередині феромагнетної $\gamma$-фази. Фактично вони являють собою докритичні зародки $\alpha$-мартенситу магнетного фазового переходу першого роду. Аномально великі зміни об’єму інварних стопів Fe–Ni відбуваються внаслідок спільної дії термодинамічного стимулу в $\gamma$-фазі, об’єм якої «підштовхують» до зростання численні ділянки неоднорідностей (докритичні зародки $\alpha$-фази), і зміни її намагнетованости в сильному магнетному полі та/або через охолодження внаслідок упорядкування атомових магнетних моментів.

Ключові слова: інварні стопи, концентраційні магнетні неоднорідності, обмінний інтеґрал, точки Кюрі та Неєлева, рівноважний і нерівноважний стани, $\gamma$-фази Fe$_{3}$Ni і FeNi, звичайний і магнетний мартенситні $\gamma$$\rightarrow$$\alpha$-переходи.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i11/1281.html

PACS: 64.75.Nx, 75.30.Kz, 75.50.Bb, 75.50.Ee, 75.80.+q, 81.30.Hd, 81.30.Kf


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. В. Л. Седов, Антиферромагнетизм гамма-железа. Проблема инвара (Москва: Наука: 1987).
  2. И. В. Золотаревский, Новые материалы и технологии в металлургии и машиностроении, № 2: 22 (2020).
  3. I. V. Zolotarevsky, M. O. Schetinina, and O. I. Zolotarevsky, Physics of Metals and Metallography, 122: 127 (2021). Crossref
  4. І. В. Золотаревський, Металлофиз. новейшие технол., 44, № 2: 159 (2022).
  5. І. В. Золотаревський, В. Ю. Ольшанецький, М. О. Щетініна, Металлофиз. новейшие технол., 45, № 5: 699 (2023).
  6. В. Ю. Ольшанецький, І. В. Золотаревський, Нові матеріали і технології в металургії і машинобудуванні, № 2: 107 (2022).
  7. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  8. С. В. Григорьев, Исследование критических явлений вблизи точки Кюри в инварных железо-никелевых сплавах поляризованными нейтронами (Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук) (Санкт-Петербург: 1998).
  9. А. З. Меньшиков, В. А. Шестаков, Физ. мет. металловед., 43, № 4: 722 (1977).
  10. В. И. Гоманьков, Е. В. Козис, Б. Н. Мохов, Доклады АН СССР, 225: 807 (1975).
  11. В. А. Макаров, И. М. Пузей, Т. В. Сахарова, О. В. Басаргин, ЖЭТФ, 88, № 4: 1406 (1985).
  12. Л. Д. Ворончихин, Э. А. Завадский, И. Г. Факидов, Физ. мет. металловед., 20, № 5: 793 (1965).
  13. Е. И. Кондорский, В. Л. Седов, ЖЭТФ, 35: 1579 (1958).
  14. A. Chamberod, J. Laugier, and J. M. Penisson, J. Magn. Magn. Mater., 10: 139 (1979). Crossref
  15. K. B. Reuter, D. B. Williams, and J. I. Goldstein, Metall. Trans. A, 20, No. 4: 719 (1989). Crossref
  16. L. J. Swartzendruber, V. P. Itkin, and C. B. Alcock, J. Phase Equilibria, 12, No. 3: 288 (1991). Crossref
  17. J. R. Guimaraes, J. Danon, R. B. Scorzelli, and I. S. Azevedo, J. Phys. F: Metal Physics, 10: L197 (1980). Crossref
  18. К. П. Белов, Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнитных металлах (Москва–Ленинград: ГИТТЛ: 1951).