Влияние термической обработки на фазо- и структурообразование и магнитные свойства магнитомягкого сплава 80НХС, изготовленного аддитивной технологией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами световой и электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рентгеноструктурного анализов исследована эволюция структуры и фазового состава магнитомягкого сплава 80НХС, изготовленного селективным лазерным сплавлением и отожженного при различных температурах. Установлено, что ослабление структурной анизотропии и рост среднего размера зерна происходит только при температурах 1250°С, что связано с ранее образовавшимися при аддитивном сплавлении оксидами Al, Ti, Si, Mn, Cr и силицидом никеля. Данные фазы обладают высокой термической стабильностью и сдерживают рост зерна, ограничивая магнитную проницаемость сплава. Для достижения необходимого уровня магнитных свойств магнитомягкий сплав 80НХС, изготовленный аддитивным методом, должен подвергаться отжигу при более высоких температурах, чем это указано в ГОСТ 10160–75.

Об авторах

Т. В. Князюк

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Автор, ответственный за переписку.
Email: npk-3@mail.ru
канд. техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

Л. В. Мухамедзянова

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

Н. В. Яковлева

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

С. А. Маннинен

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

А. С. Жуков

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
д-р техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

В. В. Бобырь

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

П. А. Кузнецов

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: npk-3@mail.ru
д-р техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

Список литературы

  1. Касаткин Г. С., Федотов В. В. Исследование свойств магнитных материалов. – М.: ММИТ, 2008.
  2. ГОСТ 10160–75. Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия. – М.: Изд- во стандартов, 1975. – 49 с.
  3. Преображенский А. А., Бишард Е. Г. Магнитные материалы и элементы. Учебник. Изд. 3-е. – М.: Высшая. школа, 1986. – 352 с.
  4. Périgo E. A., Jacimovic J., García Ferré F., Scherf L. M. Additive Manufacturing of Magnetic Materials // Additive Manufacturing. – 2019. – V. 30. – P. 100870. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100870
  5. Additive manufacturing of soft magnetic materials and components / D. Goll et al. // Additive Manufacturing. – 2019. – V. 27. – P. 428–429. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.02.021
  6. Laser Additive Manufacturing of Magnetic Materials. JOM: the journal of the Minerals / C. Mikler et al. // Metals & Materials Society. – 2017. – V. 3. – P. 532–543. https://doi.org/10.1007/s11837-017-2257-2
  7. Tuning the phase stability and magnetic properties of laser additively processed Fe–30%Ni soft magnetic alloys / C. Mikler et al. // Materials Letters. – 2017. – V. 199. – P. 88–92. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.04.054
  8. Relationship between laser energy input, microstructures and magnetic properties of selective laser melted Fe–6.9%wt Si soft magnets / M. Garibaldi et al. // Materials Characterization. – 2018. – V. 143. – P. 144–151. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.01.016
  9. Shishkovsky I. V. Peculiarities of selective laser melting process for permalloy powder // Materials Letters. – 2006. – V. 171. – P. 208–211. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2016.02.099
  10. Zhang B., Fenineche N. E., Liao H., Coddet C. Magnetic properties of in-situ synthesized FeNi3 by selective laser melting Fe–80%Ni powders // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2013. – V. 336. – P. 49–54. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.02.014
  11. Zhang B., Fenineche N. E., Liao H., Coddet C. Microstructure and Magnetic Properties of Fe–Ni Alloy Fabricated by Selective Laser Melting Fe/Ni Mixed Powders // JMST. – 2013. – V. 29, Is. 8. – P. 757–760. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2013.05.001
  12. Mazeeva A. K., et al. Magnetic properties of Fe–Ni permalloy produced by selective laser // Journal of Alloys and Compounds. – 2020. – V. 814. – P. 152315. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152315
  13. Staritsyn M. V., Kuznetsov P. A., Petrov S. N., et al. Composite Structure as a Strengthening Factor of Stainless Austenitic Chromium–Nickel Additive Steel // Phys. Metals Metallogr. – 2020. – N 121. – P. 337–343. https://doi.org/10.1134/S0031918X20040146
  14. Saedi K., Lofaj F., Kevetkova L., Shen Z. Austenitic stainless steel strengthened by the in-situ formation of oxide nano inclusions // RSC Adv. – 2015. – N 5. – P. 20747–20750.
  15. Flemings M. K. Solidification processes / Ed. A. A. Zhukov and B. V. Rabinovich. – Moscow: Mir, 1977.
  16. Sames W. J., List F. A., Pannala S., Dehoff R. R., Babu S. S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing // Int Mater Rev. – 2016. – N 61. – P. 315–360. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1116649
  17. Song B., Dong S., Liu Q., Liao H., Coddet C. Vacuum heat treatment of iron parts produced by selective laser melting: Microstructure, residual stress and tensile behavior // Mater Des. – 2014. – N 54. – P. 727–733. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.08.085
  18. Kanagarajah P., Brenne F., Niendorf T., Maier H. J. Inconel 939 processed by selective laser melting: Effect of microstructure and temperature on the mechanical properties under static and cyclic loading // Mater. Sci. Eng. A. – 2013. – N 588. – P. 188–195. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.09.025
  19. Hengsbach F., Koppa P., Duschik K., Holzweissig M. J., Burns M., Nellesen J., Tillmann W., Tröster T., Hoyer K.-P., Schaper M. Duplex stainless steel fabricated by selective laser melting. Microstructural and mechanical properties // Mater Des. – 2017. – N 133. – P. 136–142. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.07.046
  20. Suzuki H. Weldability of Modern Structural Steels in Japan // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. – 1983. – N 23. – P. 189–204. https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.23.189
  21. Liu F., Lin X., Yang G., Song M., Chen J., Huang W. Microstructure and residual stress of laser rapid formed Inconel 718 nickel-base superalloy // Opt Laser Technol. – 2011. – N 43. – P. 208–213. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2010.06.015
  22. Bertsch K. M., De Bellefon G. M., Kuehl B., Thoma D. J. Origin of dislocation structures in an additively manufactured austenitic stainless steel 316L // Acta Materialia. – 2020. – N 199. – P. 19–33. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.07.063
  23. Deng P., Yin H., Song M., Li D., Zheng Yu., Prorok B. C., Lou X. On the Thermal Stability of Dislocation Cellular Structures in Additively Manufactured Austenitic Stainless Steels // Roles of Heavy Element Segregation and Stacking Fault Energy. Jom. – 2020. – N 72. – P. 4232–4243. https://doi.org/10.1007/s11837-020-04427-7
  24. Zhukov A. S., Manninen S. A., Tit M. A., Knyazyuk T. V., Kuznetsov P. A. Investigation of the structure and magnetic properties of an additive soft magnetic alloy 80NKhS // Fizika metallov i metallovedenie. – 2023. – No 4. – P. 353–359.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).