Существующие методы быстрой закалки из расплава со скоростями 105…106 °С/с обеспечивают получение ленты толщиной 20…50 мкм из труднодеформируемых высоколегированных сплавов на основе железа.
Из аморфных металлических сплавов (АМС) хорошо изучены ленточные образцы (Fe4oNi4oB2o, Fe6oNi2oB2o и Fe7oNiioPi3C7), полученные методом спиннингования (толщина лент 25 мкм), и порошковые АМС Fe80Pi3C7 и Fe4oNi4oPi4B6, полученные измельчением ленты. Аморфность сплавов до обработки и после нее контролировалась по отсутствию линий кристаллической структуры на дифрактограммах (использовался рентгеновский дифрактометр ДРОН-2,0; молибденовое /Kα-излучение) и по величине пика тепловыделения на кривых дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК); использовался прибор ДСК ДЮПОН-910, экспериментальная ошибка ±0,2 кал/моль. Прочность сплава Fe80P13C7 — σв = 3100…3300 МПа, 750…770 HV.
В лабораторных условиях получены аморфные ленты методом закалки струи расплава на стальных дисках ∅ 150 — 200 мм при скорости вращения до 5000 об/мин с избыточным давлением аргона над расплавом 25 — 35 мкм из сплавов Fe79B2b Fe80Pi3C7, Fe78B15P7, Fe70Cr10Pi3B7, Fe78Si15Al7 и др. Установлена возможность использования аморфных сплавов для изготовления дроби, которую сейчас выпускают по ГОСТ 11964-81, мелких деталей аппаратов и т.д.
В магнитных головках аппаратов магнитной видеозаписи широко применяются тройные сплавы системы Fe-Al-Si типа сендаст. Они характеризуются исключительно благоприятным сочетанием высоких магнитных свойств, известных лишь для высокопроницаемых железоникелевых сплавов типа пермаллой, повышенным электросопротивлением, наивысшей магнитной проницаемостью в диапазоне видеочастот, термостабильностью, повышенной твердостью и значительно более высокой износостойкостью, чем все другие материалы. Тонкие ленты из АМС на валках-кристаллизаторах получены в ИТМ НАНБ канд. техн. наук В.В. Барановым и др.
Основная тенденция в развитии магнитной записи — увеличение ее плотности, что достигается применением высокоэффективных магнитных головок с узкими рабочими зазорами (менее микрометра), с уменьшенной длиной (до 20 мкм) и малой глубиной (0,03…0,3 мм) этих зазоров. Для обеспечения необходимого срока службы таких высокочувствительных головок становится актуальной задача дальнейшего повышения износостойкости магнитных материалов и, в частности, сплава типа сендаст. При этом возрастают требования к технологичности материала, так как высокий уровень магнитных свойств сплава типа сендаст достигается очень точным соблюдением состава; возможности увеличения его износостойкости за счет легирования твердого раствора практически отсутствуют. По той же причине ограничены возможности улучшения его технологичности за счет легирования. Микролегирование твердого раствора и закалка позволяют, не ухудшая магнитных характеристик, измельчить литое зерно и тем самым улучшить технологичность сплава. Последнее привело к повышению отдачи (Еэфф) магнитных головок, изготовленных из этого материала.
В Гомельском государственном техническом университете им. П.О. Сухого под руководством доктора технических наук М.Н. Верещагина новым методом прокатки расплава на упругих бочках валков- кристаллизаторов изготовлены ленты из ряда труднодеформируемых сплавов системы железо-кремний-алюминий. Получены также ленты толщиной до 200 мкм из сплавов Fe-P-C и Fe-B-P.
Разработка нового процесса прокатки расплава на упругих валках- кристаллизаторах позволяет повысить скорость охлаждения расплава и улучшить качество получаемой ленты толщиной 20…200 мкм.
Был использован состав сплава железа с 10 % (ат.), алюминия и 1 17 % (ат.) кремния (сендаст), который находится в районе пересечения линии нулевых констант магнитной анизотропии и магнитострикции, что обеспечивает ему уникальные физико-механические свойства: высокую магнитную мягкость (μо = 30 × 103; μmax= 20 × 104; Н0 ≤ 1А/м), высокую твердость и износостойкость.
Аморфные сплавы и композиции, полученные при сверхбыстрой закалке, и идеальный совершенный монокристалл, полученный при медленном охлаждении, являются двумя предельными случаями состояния металлических материалов. При определенных скоростях охлаждения могут быть получены отливки и профильные заготовки с метастабильной, неравновесной или стабильной кристаллической структурами. Интенсивно развиваются искусственно сконструированные износостойкие «сплавы» — волокнистые и диспергированные композиционные материалы (ВКММ и ДУКММ), позволяющие достичь оптимального сочетания физико-химических свойств разнородных веществ в одном материале.
Для получения ВКММ закалкой из жидкого состояния получают волокна и проволоки диаметром до 20 мкм.
В истории науки и техники накопилось много примеров получения новых износостойких материалов с исключительными свойствами под воздействием экстремальных условий. При высоких давлениях и температурах получены новые инструментальные материалы и синтезированы высокоценные алмазы из обычного углерода, а используя методы распыления металлов и сплавов при повышенных температурах и специального литья в желоб и с центрифугированием, получены мелкодисперсные неравновесные и стеклообразные аморфные материалы.
Способы сверхбыстрой закалки, дающие важные результаты по измельчению структуры сплавов и их аморфизации, допускают применение в процессе охлаждения дополнительных воздействий, в частности: упругих и электрических колебаний, магнитного поля, вибраций и т.д.
Перспективными методами сверхбыстрой закалки являются метод специального литья впрыскиванием расплава в пресс-форму (медный кокиль) под давлением и методы охлаждения расплава в валках и на внешней поверхности быстровращающихся цилиндров. Для осуществления количественных и качественных эффектов сверхбыстрой закалки в первую очередь необходимо достигать высоких скоростей охлаждения (более 104 °С/с), хорошей жидкотекучести расплавов, высокой теплопроводности расплава и материала охладителя.
Закалка из жидкого состояния — весьма эффективная и привлекательная технологическая операция с точки зрения достижения повышенной концентрации легирующих компонентов и повышения механических и эксплуатационных свойств сплавов. При закалке расплава из жидкого состояния создаются условия как для ускоренного распада пересыщенного твердого раствора, так и для его стабилизации. Соотношение между факторами, определяющими дисперсность структур расплава и пересыщенность твердого раствора, определяется особенностью технологии закалки из жидкого состояния (центробежное литье, хонингование, заливка между валками и т.д.) и скоростью охлаждения расплава. Морфология структур распада и их устойчивость определяет износостойкость и другие характеристики трибометаллических материалов.
Вам также могут быть интересны статьи:
Аморфные сплавы и композиции Способы химико-термической и термомеханической обработки Способы получения чугунных отливок без отбела Термическая обработка алюминиевых сплавов Характеристика фрикционного износа сплавов Применение титанотанталовых твердых сплавов при точении труднообрабатываемых сталей
(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...