Влияние термической и термомагнитной обработок на свойства и структуру высокодемпфирующих сплавов Fe–Cr, Fe–Al
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ
Актуальность темы. Перспективным способом борьбы с вредными вибрацией и шумом в технических изделиях является применение материалов с высокими демпфирующими свойствами. К таким материалам относятся, в частности, сплавы Fe с магнитомеханической природой внутреннего трения. Существенный вклад в разработку и исследование таких сплавов внесли зарубежные ученые: Кочард А., Сугимото К., Masumoto H., Sawaya S., Hinai M. и др., российские ученые: Головин С.А., Головин И.С., Кекало И.Б., Кондратов В.М., Крылов Б.С., Михайлов С.Б., Постников В.С., Потехин Б.А., Скворцов А.И., Удовенко В.А., Чудаков И.Б., Шекалов Б.И. и др.
Известно, что основой повышения демпфирующей способности материалов являются оптимизация химического состава и совершенствование способов обработки. Перспективным способом обработки демпфирующих сплавов Fe с магнитомеханической природой внутреннего трения является термомагнитная обработка. Начало этого научного направления положено в Проблемной лаборатории металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в 2002 г. Вначале исследования носили оценочный характер. Далее необходимы были систематические комплексные исследования, включающие исследования влияния состава, предварительной термической обработки и последующей термомагнитной обработки на структуру и свойства. А начинать надо (по принципу: от простого к сложному) с двойных сплавов. При этом необходимо учитывать, что совокупность уже разработанных демпфирующих сплавов Fe с магнитомеханической природой внутреннего трения довольно обширна. Основные комбинации химических элементов разработанных сплавов: Fe-Si, Fe-Co, Fe-Mo, Fe-Al, Fe-Cr-Al, Fe-Cr-Mo, Fe-Cr-V, Fe-Al-Ti, Fe-Co-Si, Fe-Cr-V-Al, Fe-Cr-Co-Mo, Fe-Cr- Al-Ti, Fe-Cr-Mo-Ti, Fe-Cr-Al-Nb, Fe-Cr-Mo-Nb, - содержат, в большинстве случаев, Cr. В ряде комбинаций присутствует относительно недорогой Al. Эти элементы являются основными в демпфирующих сплавах системы Fe-Cr-Al: Silentalloy, Vacrosil 010, Fe-15%Cr-1%Al, Fe-8%Cr-4%Al, Fe-5%Cr-3%Al.
В связи с этим представляет интерес изучение влияния обработки, включающей термомагнитную обработку, на структуру и свойства двойных сплавов систем Fe-Cr, Fe-Al с составом, близким к оптимальному по демпфирующей способности. Сравнительный характер таких исследований представляет интерес и с металловедческой точки зрения по следующим причинам: размерное различие атомов Cr и Al относительно атома Fe велико, Cr с Fe образует область расслоения а-твердого раствора, а, по данным литературы, Al может образовывать с Fe упорядоченную по типу DO3фазу в области ферритных (по диаграмме состояния) сплавов.
Если близкий к оптимальному по демпфирующей способности состав сплавов Fe-Al известен (работы Удовенко В.А., Чудакова И.Б.) - 4-6 %Al, то в литературе данные о влиянии состава и термической обработки на демпфирующие свойства сплавов Fe-Cr неоднозначны, а порой противоречивы.
Тематика данной работы соответствует темам НИР:
- «Определение механизмов влияния термомагнитной обработки на демпфирующие, магнитные свойства и магнитокристаллическую структуру магнитомягких сплавов железа», проводимой в 2004-2008 гг. Проблемной лабораторией металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в соответствии с заданием Министерства образования (Федерального агентства по образованию) РФ, номер госрегистрации 01200404105.
- «Определение закономерностей влияния элементов структуры наноразмерного уровня на демпфирующие и механические свойства демпфирующих сплавов железа, цинк-алюминий», проводимой в 2009-2013 гг. Проблемной лабораторией металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в соответствии с заданием Министерства образования (Федерального агентства по образованию) РФ, номер госрегистрации 01200951786.
Цель работы: исследование возможности повышения демпфирующих свойств сплавов Fe-Cr, Fe-Al на основе установления закономерностей влияния предварительной термической и последующей термомагнитной обработок на структуру.
Задачи исследования:
1. Усовершенствовать методику определения демпфирующих свойств металлических материалов при крутильных колебаниях за счет повышения точности определения характеристик внутреннего трения.
2. Изучить связь магнитомеханического затухания с параметрами структуры и свойствами сплавов Fe-Cr, Fe-Al.
3. Установить влияние режимов термомагнитной обработки на процессы, происходящие в структуре ферритных сплавов Fe-Cr, Fe-Al.
4. Определить рациональные режимы термической и термомагнитной обработок для исследованной группы сплавов, обеспечивающие их максимальные демпфирующие свойства.
Научная новизна полученных результатов:
1. Установлено, что для сплавов Fe-Cr, при содержании Cr=7-11 %, претерпевающих наибольшее число фазовых превращений при отжиге, основной причиной экстремумов свойств является мелкозернистость. Местоположение экстремумов свойств по шкале содержаний Cr зависит от температуры отжига.
2. Установлено, что напряженность магнитного поля 2...5 А/см при термомагнитной обработке оказывает наибольшее влияние на прирост демпфирующей способности сплавов Fe.
3. Выявлены оптимальные режимы термической и термомагнитной обработок, обеспечивающие высокий уровень демпфирующих свойств сплавов Fe-15,4%Cr, Fe-4%Al и Fe-6%Al.
Достоверность результатов и сделанных выводов обеспечивается:
- использованием комплекса современных методов исследования структуры и свойств (методы внутреннего трения, ферромагнитного резонанса, световая микроскопия, рентгеноструктурный анализ, магнитные методы исследования);
- достаточно большим объемом экспериментальных данных;
- хорошей повторяемостью результатов измерений физико-механических свойств, допустимой величиной погрешности эксперимента.
Практическая значимость
1. Разработано программное обеспечение для обработки виброграмм, позволяющее уменьшить погрешность определения нулевой линии и усреднить значения логарифмического декремента (зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ - свидетельство об официальной регистрации № 2012611792).
2. Выявлены новые возможности термомагнитной обработки, позволяющие регулировать структуру и, соответственно, свойства ферромагнитных сплавов на основе Бе.
3. С научно-методической точки зрения введение в практику исследований внутреннего трения определения способности к восстановлению магнитомеханического затухания путем термомагнитной обработки при оптимальной температуре позволит более полно характеризовать демпфирующие сплавы с магнитомеханическим затуханием.
4. Выявленные в настоящей работе закономерности изменения свойств, структуры сплавов Бе-Сг, Бе-А1 в зависимости от режимов обработки могут быть полезными при разработке, совершенствовании технологии термической и термомагнитной обработок изделий из сплавов, аналогичных исследованным, в частности, многофункциональных, коррозионностойких сплавов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Усовершенствованная за счет уменьшения разброса экспериментальных данных, повышения точности измерений и расчетов методика определения демпфирующих свойств металлических материалов.
2. Закономерности влияния содержания Сг (до 20 %) и режима термической обработки на демпфирующие, механические, магнитные свойства и структуру сплавов Бе-Сг.
3. Существенное влияние переменного магнитного поля напряженностью 2.. .5 А/см при термомагнитной обработке на свойства, процессы расслоения в хромистых и процессы упорядочения в алюминиевых ферритных сплавах.
4. Режимы термической и термомагнитной обработок, позволяющие обеспечить высокий уровень демпфирующих свойств сплавов Бе-15,4%Сг, Бе-4%А1 и Бе-6%А1.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях: XX и XXI Уральских школах металловедов- термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Екатеринбург, 2010 и Магнитогорск, 2012); XVII-XIX Международных научно-технических конференциях «Машиностроение и техносфера XXI века». (Севастополь, 2010, 2011, 2012); «Демпфирующие и акустические материалы» (Киров, 2010); Всероссийская ежегодная научно-технической конференция «Общество, наука, инновации» (Киров, 2011, 2012); 51-й Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Харьков, 2011); Вторые московские чтения по проблемам прочности материалов, посвященные 80-летию со дня рождения академика РАН Ю.А. Осипьяна (Москва- Черноголовка, 2011); 7 международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная 110-летию со дня рождения академика Г.В. Курдюмова (Черноголовка, 2012).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, среди которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, и одно свидетельство на полезную модель программного обеспечения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации: 96 страниц, 49 рисунков, 8 таблиц. Список литературы - 72 наименования.
Известно, что основой повышения демпфирующей способности материалов являются оптимизация химического состава и совершенствование способов обработки. Перспективным способом обработки демпфирующих сплавов Fe с магнитомеханической природой внутреннего трения является термомагнитная обработка. Начало этого научного направления положено в Проблемной лаборатории металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в 2002 г. Вначале исследования носили оценочный характер. Далее необходимы были систематические комплексные исследования, включающие исследования влияния состава, предварительной термической обработки и последующей термомагнитной обработки на структуру и свойства. А начинать надо (по принципу: от простого к сложному) с двойных сплавов. При этом необходимо учитывать, что совокупность уже разработанных демпфирующих сплавов Fe с магнитомеханической природой внутреннего трения довольно обширна. Основные комбинации химических элементов разработанных сплавов: Fe-Si, Fe-Co, Fe-Mo, Fe-Al, Fe-Cr-Al, Fe-Cr-Mo, Fe-Cr-V, Fe-Al-Ti, Fe-Co-Si, Fe-Cr-V-Al, Fe-Cr-Co-Mo, Fe-Cr- Al-Ti, Fe-Cr-Mo-Ti, Fe-Cr-Al-Nb, Fe-Cr-Mo-Nb, - содержат, в большинстве случаев, Cr. В ряде комбинаций присутствует относительно недорогой Al. Эти элементы являются основными в демпфирующих сплавах системы Fe-Cr-Al: Silentalloy, Vacrosil 010, Fe-15%Cr-1%Al, Fe-8%Cr-4%Al, Fe-5%Cr-3%Al.
В связи с этим представляет интерес изучение влияния обработки, включающей термомагнитную обработку, на структуру и свойства двойных сплавов систем Fe-Cr, Fe-Al с составом, близким к оптимальному по демпфирующей способности. Сравнительный характер таких исследований представляет интерес и с металловедческой точки зрения по следующим причинам: размерное различие атомов Cr и Al относительно атома Fe велико, Cr с Fe образует область расслоения а-твердого раствора, а, по данным литературы, Al может образовывать с Fe упорядоченную по типу DO3фазу в области ферритных (по диаграмме состояния) сплавов.
Если близкий к оптимальному по демпфирующей способности состав сплавов Fe-Al известен (работы Удовенко В.А., Чудакова И.Б.) - 4-6 %Al, то в литературе данные о влиянии состава и термической обработки на демпфирующие свойства сплавов Fe-Cr неоднозначны, а порой противоречивы.
Тематика данной работы соответствует темам НИР:
- «Определение механизмов влияния термомагнитной обработки на демпфирующие, магнитные свойства и магнитокристаллическую структуру магнитомягких сплавов железа», проводимой в 2004-2008 гг. Проблемной лабораторией металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в соответствии с заданием Министерства образования (Федерального агентства по образованию) РФ, номер госрегистрации 01200404105.
- «Определение закономерностей влияния элементов структуры наноразмерного уровня на демпфирующие и механические свойства демпфирующих сплавов железа, цинк-алюминий», проводимой в 2009-2013 гг. Проблемной лабораторией металлических материалов с высокими вибропоглощающими свойствами Вятского государственного университета в соответствии с заданием Министерства образования (Федерального агентства по образованию) РФ, номер госрегистрации 01200951786.
Цель работы: исследование возможности повышения демпфирующих свойств сплавов Fe-Cr, Fe-Al на основе установления закономерностей влияния предварительной термической и последующей термомагнитной обработок на структуру.
Задачи исследования:
1. Усовершенствовать методику определения демпфирующих свойств металлических материалов при крутильных колебаниях за счет повышения точности определения характеристик внутреннего трения.
2. Изучить связь магнитомеханического затухания с параметрами структуры и свойствами сплавов Fe-Cr, Fe-Al.
3. Установить влияние режимов термомагнитной обработки на процессы, происходящие в структуре ферритных сплавов Fe-Cr, Fe-Al.
4. Определить рациональные режимы термической и термомагнитной обработок для исследованной группы сплавов, обеспечивающие их максимальные демпфирующие свойства.
Научная новизна полученных результатов:
1. Установлено, что для сплавов Fe-Cr, при содержании Cr=7-11 %, претерпевающих наибольшее число фазовых превращений при отжиге, основной причиной экстремумов свойств является мелкозернистость. Местоположение экстремумов свойств по шкале содержаний Cr зависит от температуры отжига.
2. Установлено, что напряженность магнитного поля 2...5 А/см при термомагнитной обработке оказывает наибольшее влияние на прирост демпфирующей способности сплавов Fe.
3. Выявлены оптимальные режимы термической и термомагнитной обработок, обеспечивающие высокий уровень демпфирующих свойств сплавов Fe-15,4%Cr, Fe-4%Al и Fe-6%Al.
Достоверность результатов и сделанных выводов обеспечивается:
- использованием комплекса современных методов исследования структуры и свойств (методы внутреннего трения, ферромагнитного резонанса, световая микроскопия, рентгеноструктурный анализ, магнитные методы исследования);
- достаточно большим объемом экспериментальных данных;
- хорошей повторяемостью результатов измерений физико-механических свойств, допустимой величиной погрешности эксперимента.
Практическая значимость
1. Разработано программное обеспечение для обработки виброграмм, позволяющее уменьшить погрешность определения нулевой линии и усреднить значения логарифмического декремента (зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ - свидетельство об официальной регистрации № 2012611792).
2. Выявлены новые возможности термомагнитной обработки, позволяющие регулировать структуру и, соответственно, свойства ферромагнитных сплавов на основе Бе.
3. С научно-методической точки зрения введение в практику исследований внутреннего трения определения способности к восстановлению магнитомеханического затухания путем термомагнитной обработки при оптимальной температуре позволит более полно характеризовать демпфирующие сплавы с магнитомеханическим затуханием.
4. Выявленные в настоящей работе закономерности изменения свойств, структуры сплавов Бе-Сг, Бе-А1 в зависимости от режимов обработки могут быть полезными при разработке, совершенствовании технологии термической и термомагнитной обработок изделий из сплавов, аналогичных исследованным, в частности, многофункциональных, коррозионностойких сплавов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Усовершенствованная за счет уменьшения разброса экспериментальных данных, повышения точности измерений и расчетов методика определения демпфирующих свойств металлических материалов.
2. Закономерности влияния содержания Сг (до 20 %) и режима термической обработки на демпфирующие, механические, магнитные свойства и структуру сплавов Бе-Сг.
3. Существенное влияние переменного магнитного поля напряженностью 2.. .5 А/см при термомагнитной обработке на свойства, процессы расслоения в хромистых и процессы упорядочения в алюминиевых ферритных сплавах.
4. Режимы термической и термомагнитной обработок, позволяющие обеспечить высокий уровень демпфирующих свойств сплавов Бе-15,4%Сг, Бе-4%А1 и Бе-6%А1.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях: XX и XXI Уральских школах металловедов- термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Екатеринбург, 2010 и Магнитогорск, 2012); XVII-XIX Международных научно-технических конференциях «Машиностроение и техносфера XXI века». (Севастополь, 2010, 2011, 2012); «Демпфирующие и акустические материалы» (Киров, 2010); Всероссийская ежегодная научно-технической конференция «Общество, наука, инновации» (Киров, 2011, 2012); 51-й Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Харьков, 2011); Вторые московские чтения по проблемам прочности материалов, посвященные 80-летию со дня рождения академика РАН Ю.А. Осипьяна (Москва- Черноголовка, 2011); 7 международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная 110-летию со дня рождения академика Г.В. Курдюмова (Черноголовка, 2012).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, среди которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, и одно свидетельство на полезную модель программного обеспечения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации: 96 страниц, 49 рисунков, 8 таблиц. Список литературы - 72 наименования.
1. Усовершенствована методика определения высокого демпфирования за счет уменьшения погрешности определения нулевой линии виброграмм и усреднения значений характеристики внутреннего трения на его амплитудной зависимости.
2. Экспериментально обоснован диапазон напряженности переменного магнитного поля при термомагнитной обработке - 2.. .5 А/см, соответствующий максимуму демпфирующей способности.
3. Установлено, что мелкозернистость сплавов Fe-Cr, по составу находящихся вблизи минимума температур а-у превращений, претерпевающих наибольшее количество фазовых превращений при отжиге (содержание Cr=7-11 %), является причиной экстремумов их физико-механических свойств. Конкретное положение экстремумов свойств по шкале содержаний Cr зависит от температуры отжига.
4. Показано, что увеличивающееся с повышением содержания Cr и уменьшением скорости охлаждения при отжиге расслоение твердого раствора в сплавах Fe-Cr снижает, в частности, демпфирующую способность. А на ферритном сплаве Fe-15,4%Cr показано, что термомагнитной обработкой можно, за счет снижения степени расслоения твердого раствора, существенно увеличивать демпфирующую способность (ее максимальный прирост составил Aöm==0,32).
5. Установлено, что чем выше температура предварительного отжига, т.е. чем крупнее зерно, тем больше прирост демпфирующей способности при последующей термомагнитной обработке сплава Fe-15,4%Cr (после отжига 600, 1200 °C и термомагнитной обработки 840 °С прирост 8m=0,02 и 0,32 составляет, соответственно). Данный эффект связан с тем, что границы зерен затрудняют процессы перераспределения атомов Cr, препятствуют их изотропному распре-делению в объеме сплава при термомагнитной обработке.
6. Установлено, что при термомагнитной обработке сплава Fe-15,4%Cr граничной температурой, отделяющей температуро-независимую демпфирующую способность от температуро-зависимой, является точка ограниченной растворимости Cr в а-Fe. Температуро-зависимой области демпфирующей способности сплава после высокотемпературного отжига характерно ее резкое повышение с увеличением температуры термомагнитной обработки (после отжига 1200 °C и термомагнитной обработки при 630 и 840 °C прирост 8mсоставляет, соответственно, 0,003 и 0,32).
7. Показано, что мелкозернистые (d—0,15 мм) сплавы Fe-4%Al, Fe-6%Al не восприимчивы к усилению магнитомеханического затухания за счет термомагнитной обработки, в отличие от крупнозернистых (d~1 мм) сплавов. В крупнозернистом сплаве Fe-6%Al (d~1 мм) за счет термомагнитной обработки при температуре 450 °С, позволившей уменьшить степень упорядочения твердого раствора по типу Fe3Al, достигнута максимальная на настоящее время для сплавов Fe-Al демпфирующая способность - 8m=0,48. Повышение температуры термомагнитной обработки выше 450 °С ведет к ослаблению магнитомеханического затухания за счет усиления процессов упорядочения в исследуемых сплавах.
8. Установлено, что крупнозернистые сплавы Fe-Al, по сравнению с мелкозернистыми, обладают и большей способностью к восстановлению магнито-механического затухания. При этом наибольшая способность к восстановлению магнитомеханического затухания выявлена у крупнозернистого сплава - Fe-6%Al (прирост A8m==0,14).
9. Сравнительным анализом закономерностей влияния термической и термомагнитной обработок на свойства и структуру изучаемых ферритных сплавов Fe-Cr, Fe-Al определены их сходства и различия. Одинаковым и для сплавов Fe-Cr, и для сплавов Fe-Al является то, что 1) наибольший положительный эффект по демпфирующей способности за счет термомагнитной обработки достигается в крупнозернистых сплавах; 2) существенное влияние на демпфирующую способность оказывает степень внутризеренной концентрационной неоднородности. Различия заключаются в том, что 1) температуры термомагнитной обработки, соответствующие максимальному приросту демпфирующей способности, различны: в сплаве Fe-15,4%Cr - 840 °C, в крупнозернистых сплавах Fe-Al - 450 °C; 2) при температурах термомагнитной обработки 350-550 °C сплаву Fe-15,4%Cr характерен процесс дисперсионного твердения, а сплаву Fe-Al - нет; 3) структурными причинами изменения магнитомеханического затухания в зависимости от режимов термической и термомагнитной обработок являются процессы, связанные в ферритных сплавах Fe-Cr - с зонами расслоения твердого раствора, в ферритных сплавах Fe-Al - с областями упорядочения по типу Fe3Al.
10. Определены режимы обработки, соответствующие наибольшим значениям комплексных характеристик свойств, учитывающих демпфирующую способность и прочность. Для сплава Fe-15,4%Cr это - отжиг 1200 °С и термомагнитная обработка при 840 °С; для сплава Fe-4%Al - отжиг 1000 °С; для сплава Fe-6%Al - отжиг 1200 °С и термомагнитная обработка при 450 °С.
11. Прикладной характер результатов работы заключается в следующем: 1) выявлены новые возможности термомагнитной обработки, позволяющие управлять процессами перераспределения атомов, степенью неоднородности твердого раствора и, соответственно, свойствами ферромагнитных сплавов на основе Fe; 2) с научно-методической точки зрения введение в практику исследований внутреннего трения определения способности к восстановлению магнитомеханического затухания путем термомагнитной обработки при оптимальной температуре позволит более полно характеризовать демпфирующие сплавы с магнитомеханическим затуханием; 3) выявленные в настоящей работе закономерности изменения свойств, структуры сплавов Fe-Cr, Fe-Al в зависимости от режимов обработки могут быть полезными при разработке, совершенствовании технологии термической и термомагнитной обработок изделий из сплавов, аналогичных исследованным, в частности, многофункциональных, коррозионностойких сплавов.
2. Экспериментально обоснован диапазон напряженности переменного магнитного поля при термомагнитной обработке - 2.. .5 А/см, соответствующий максимуму демпфирующей способности.
3. Установлено, что мелкозернистость сплавов Fe-Cr, по составу находящихся вблизи минимума температур а-у превращений, претерпевающих наибольшее количество фазовых превращений при отжиге (содержание Cr=7-11 %), является причиной экстремумов их физико-механических свойств. Конкретное положение экстремумов свойств по шкале содержаний Cr зависит от температуры отжига.
4. Показано, что увеличивающееся с повышением содержания Cr и уменьшением скорости охлаждения при отжиге расслоение твердого раствора в сплавах Fe-Cr снижает, в частности, демпфирующую способность. А на ферритном сплаве Fe-15,4%Cr показано, что термомагнитной обработкой можно, за счет снижения степени расслоения твердого раствора, существенно увеличивать демпфирующую способность (ее максимальный прирост составил Aöm==0,32).
5. Установлено, что чем выше температура предварительного отжига, т.е. чем крупнее зерно, тем больше прирост демпфирующей способности при последующей термомагнитной обработке сплава Fe-15,4%Cr (после отжига 600, 1200 °C и термомагнитной обработки 840 °С прирост 8m=0,02 и 0,32 составляет, соответственно). Данный эффект связан с тем, что границы зерен затрудняют процессы перераспределения атомов Cr, препятствуют их изотропному распре-делению в объеме сплава при термомагнитной обработке.
6. Установлено, что при термомагнитной обработке сплава Fe-15,4%Cr граничной температурой, отделяющей температуро-независимую демпфирующую способность от температуро-зависимой, является точка ограниченной растворимости Cr в а-Fe. Температуро-зависимой области демпфирующей способности сплава после высокотемпературного отжига характерно ее резкое повышение с увеличением температуры термомагнитной обработки (после отжига 1200 °C и термомагнитной обработки при 630 и 840 °C прирост 8mсоставляет, соответственно, 0,003 и 0,32).
7. Показано, что мелкозернистые (d—0,15 мм) сплавы Fe-4%Al, Fe-6%Al не восприимчивы к усилению магнитомеханического затухания за счет термомагнитной обработки, в отличие от крупнозернистых (d~1 мм) сплавов. В крупнозернистом сплаве Fe-6%Al (d~1 мм) за счет термомагнитной обработки при температуре 450 °С, позволившей уменьшить степень упорядочения твердого раствора по типу Fe3Al, достигнута максимальная на настоящее время для сплавов Fe-Al демпфирующая способность - 8m=0,48. Повышение температуры термомагнитной обработки выше 450 °С ведет к ослаблению магнитомеханического затухания за счет усиления процессов упорядочения в исследуемых сплавах.
8. Установлено, что крупнозернистые сплавы Fe-Al, по сравнению с мелкозернистыми, обладают и большей способностью к восстановлению магнито-механического затухания. При этом наибольшая способность к восстановлению магнитомеханического затухания выявлена у крупнозернистого сплава - Fe-6%Al (прирост A8m==0,14).
9. Сравнительным анализом закономерностей влияния термической и термомагнитной обработок на свойства и структуру изучаемых ферритных сплавов Fe-Cr, Fe-Al определены их сходства и различия. Одинаковым и для сплавов Fe-Cr, и для сплавов Fe-Al является то, что 1) наибольший положительный эффект по демпфирующей способности за счет термомагнитной обработки достигается в крупнозернистых сплавах; 2) существенное влияние на демпфирующую способность оказывает степень внутризеренной концентрационной неоднородности. Различия заключаются в том, что 1) температуры термомагнитной обработки, соответствующие максимальному приросту демпфирующей способности, различны: в сплаве Fe-15,4%Cr - 840 °C, в крупнозернистых сплавах Fe-Al - 450 °C; 2) при температурах термомагнитной обработки 350-550 °C сплаву Fe-15,4%Cr характерен процесс дисперсионного твердения, а сплаву Fe-Al - нет; 3) структурными причинами изменения магнитомеханического затухания в зависимости от режимов термической и термомагнитной обработок являются процессы, связанные в ферритных сплавах Fe-Cr - с зонами расслоения твердого раствора, в ферритных сплавах Fe-Al - с областями упорядочения по типу Fe3Al.
10. Определены режимы обработки, соответствующие наибольшим значениям комплексных характеристик свойств, учитывающих демпфирующую способность и прочность. Для сплава Fe-15,4%Cr это - отжиг 1200 °С и термомагнитная обработка при 840 °С; для сплава Fe-4%Al - отжиг 1000 °С; для сплава Fe-6%Al - отжиг 1200 °С и термомагнитная обработка при 450 °С.
11. Прикладной характер результатов работы заключается в следующем: 1) выявлены новые возможности термомагнитной обработки, позволяющие управлять процессами перераспределения атомов, степенью неоднородности твердого раствора и, соответственно, свойствами ферромагнитных сплавов на основе Fe; 2) с научно-методической точки зрения введение в практику исследований внутреннего трения определения способности к восстановлению магнитомеханического затухания путем термомагнитной обработки при оптимальной температуре позволит более полно характеризовать демпфирующие сплавы с магнитомеханическим затуханием; 3) выявленные в настоящей работе закономерности изменения свойств, структуры сплавов Fe-Cr, Fe-Al в зависимости от режимов обработки могут быть полезными при разработке, совершенствовании технологии термической и термомагнитной обработок изделий из сплавов, аналогичных исследованным, в частности, многофункциональных, коррозионностойких сплавов.