Застосування індукційного топлення та постійного магнетного поля для впливу на перерозподіл компонентів з різними магнетними властивостями в зернах стопу на ос-нові Al–Cu–РЗМ
О. В. Середенко, В. О. Середенко
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
Отримано: 31.07.2021; остаточний варіант - 07.05.2023. Завантажити: PDF
Розроблення новітніх композицій і технологій виробництва стопів на основі алюмінію з рідкісноземельними металами (РЗМ) створює конкуренцію матеріялам на основі більш важких і тяжкотопких (залізо), а також дорогих металів (мідь, титан). Під час витоплення в умовах звичайних перегрівів до 100 К і охолодження з невисокими швидкостями $v$ $\cong$ 1-10 К/с ускладнено формування дрібного зерна ($\cong$ 10 мкм). Застосування індукційного стоплення в магнетодинамічній установці основи стопу Al-Cu з подальшим перетопленням у печі електроопору та додаванням РЗМ дало змогу використовувати невисокі перегріви. За $v$ = 4, 10 і 30 К/с у стопі утворилися зерна з розміром 36,0, 17,1 і 11,6 мкм відповідно. Накладання постійного магнетного поля на розтоп під час охолодження та твердіння уможливило одержати зерно з розміром у 11,0 мкм за $v$ = 10 К/с. На ньому досліджено вплив поля на кількість компонентів у зернах, діяпазон вмісту елементів у мікрооб’ємах, ріжницю концентрації між центром і периферією зерна. Встановлено, що вплив поля на перерозподіл у парамагнетній основі (Al) діямагнетних Cu, Zn, Pb, парамагнетних Sn, Mn, Zr, Ce, La, Nd, Pr та феромагнетного Fe пов’язаний з їхнім вмістом у стопі, магнетною сприйнятливістю, атомовими радіюсом і масою. Під впливом поля в об’ємі зерен відбулося пониження вмісту Pb, — компонента з найменшою магнетною сприйнятливістю серед компонентів стопу, — та підвищення вмісту Fe — компонента з найбільшою магнетною сприйнятливістю. Вплив поля на інші компоненти стопу мав складний характер. В результаті дії поля збільшився вміст Cu і Fe в зернах, а в їхніх мікрооб’ємах зросла кількість Ce, La і Nd. Було усунуто ліквацію Sn і Pb на периферії зерен.
Ключові слова: стоп Al-Cu-РЗМ, зерно, індукційне топлення, твердіння, магнетики, магнетне поле.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i03/0235.html
PACS: 61.25.Mv, 61.72.Mm, 75.50.Mm, 81.30.Fb, 81.40.Ef, 81.40.Rs, 83.60.Np