Методическое и техническое обеспечения исследований упрочнения и разрушения ферромагнитных металлов, страница 5

где β = 2∆а/а - ширина распределения микроискажений; А - коэффициент, зависящий от упругих свойств материала и характеристик дислокаций (вектора Вюргерса). Значение коэффициента А вычислялось по формуле (2.9), в которую подставлялись значения ρ, определенные из электронномикроскопичеcких снимков для данных деформаций и им соответствующие величины микроискажений.

Измерение микротвердости. В работе на некоторых этапах исследования полезную информацию давало измерение микротвердости в комплексе с данными структурных исследований основными методами. В частности эта методика применена для контроля процессов деформации и отжига в железе и пермаллое в комплексе с данными ФМР [71]; в исследовании процессов электропластического эффекта [72]; при изучении свойств поверхностных слоев металлов при ударном гидроабразивном и кавитационном воздействии [73]. Измерение микротвердости проводилось на приборе ПМТ-3 по принятой методике.

Методика металлографического исследования. Для исследования качества поверхности применяемых в эксперименте образцов и измерения величины зерна в поликристаллах применялась стандартная металлографическая методика [74]. Исследования проводились на металломикроскопе МИМ-8. Электротравление никеля на "зерно" проводилось в 10 %-м растворе едкого натрия в воде при плотности тока 8 А/дм2 и напряжении 1 вольт. Режим электротравления был подобран опытным путем и удовлетворительно выявлял границы зерен.

2.2 Материалы, их методики препарирования и испытания

Изучение закономерностей кинетики дислокационной структуры выполнялось на классических ферромагнитных металлах никеле (Ni), железе (Fe ) и сплаве никеля с железом - пермаллое. Выбор этих металлов в качестве объектов исследования обусловлен несколькими причинами.

1.  Согласно теоретическим оценкам [55], вклад дислокаций в ∆Н, в основном, определяется отношением (B1/M3). Из всех ферромагнитных металлов Ni наиболее удобен в силу того, что магнитоупругая константа B1 сравнительно велика, а намагниченность М - мала.

2.  В никеле и железе изучена дислокационная структура при обычных видах нагружения (растяжении, сжатии).

3.  В настоящее время хорошо разработана технология получения весьма чистых поликристаллов Ni и Fe, а также выращивания совершенных монокристаллов, содержащих малые концентрации примесей, точечных дефектов и ростовых дислокаций.

4.  В пермаллое ввиду того, что В1 = 0 уширение ∆Н за счет дислокаций практически должно отсутствовать.

5.  Поскольку исследуемые материалы широко используются в технике, результаты исследований могут иметь практическое значение.

Исследовано два сорта никеля: никель электронно-лучевой плавки (99,99 %), электролитический (99,97 %); армко-железо (99,96 %) и пермаллой (78 % Ni - 22 % Fe). Экспериментальные исследования износостойкости материалов на основе модельного изучения закономерностей изнашивания поверхностного слоя и последующие стендовые и промышленные испытания проведены на широком классе промышленных материалов: стали 45 и 40Х; чугун Сч-21-40; бронзы: БрОЦС5-5-5; БрКМЦЗ-1; БрБ2Т; БрОФ6,5-1,5.

Методика приготовления образцов для исследования структуры при контактировании с круглым цилиндром следующая: из монолитного материала методом электроискровой резки изготавливались пластины различной толщины. После предварительной полировки на мелкой шкурке и электрополировки пластины отжигались при 1073 К в течение 7,2 кс в вакууме 0,266 мПа. Все виды отжига производились на специально изготовленной установке. Пластины или образцы (диски) помещались в кварцевой трубке, в которой вакуум создавался двумя последовательно включенными наносами: абсорбционным, в котором в качестве откачивающего элемента служил активируемый уголь, охлажденный до температуры жидкого азота, и ртутным диффузионным наносом c азотной ловушкой. Форвакуум создавался обычным механическим наносом.