1
УДК 536.79+537.622.4
Физическое моделирование получения наноструктур
в сплавах с высокой демпфирующей способностью
на основе системы Fe–Cr
© Б.Е. Винтайкин
1
, Н.А. Беляков
1
, И.Б. Чудаков
2
,
П.А. Саидахметов
3
, Т.А. Турмамбеков
4
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, Москва, 105005, Россия
3
ЮКГУ им. М. Ауэзова, 160012, Республика Казахстан
4
МКТУ им. Х.А. Ясави, 160315, Республика Казахстан
Приведены методы моделирования процессов получения наноструктур в результате
распада на ферро- и парамагнитную фазы твердых растворов с объемно-
центрированной кубической (ОЦК) решеткой на основе систем Fe–C, Fe–Cr–Co в
целях прогнозирования оптимальных способов создания материалов с высокими
демпфирующими свойствами. Изложены требования к структуре сплавов с высо-
кими демпфирующими свойствами. Выбраны два перспективных подхода к получе-
нию высоких демпфирующих свойств сплавов с помощью многоступенчатой термо-
обработки. При первом подходе используют сплавы со структурой типа ферромаг-
нитной губки, при втором — один из 12 основных типов структуры, возникающих
при распаде в сплавах на основе Fe–Cr, но с малыми различиями как состава фаз,
так и их намагниченностей. Моделирование основано на прямой минимизации сво-
бодной энергии двухфазного сплава при учете химического взаимодействия, магнит-
ного и атомного упорядочения, упругих деформаций фаз. Рассмотрены оптималь-
ные типы наноструктур для получения демпфирующих свойств и схемы их получе-
ния. Определены области нестабильности и метастабильности твердых растворов
и перспективные области составов и температур многоэтапных термообработок,
направленных на получение высоких демпфирующих свойств этих сплавов.
Ключевые слова:
термодинамическое моделирование, твердый раствор, сплавы
высокого демпфирования, спинодальная область.
Введение.
В современной технике для уменьшения шумов и виб-
раций станков, машин и других конструкций используют сплавы вы-
сокого демпфирования. Даже если несколько деталей машины изго-
товлено из таких сплавов, уровни шума и вибрации машин, механиз-
мов или элементов конструкции значительно снижаются. Чтобы
достичь высокого уровня демпфирующей способности сплавов, тре-
буется сформировать в них специальную структуру. Согласно модель-
ным представлениям [1], для перехода ферромагнитных сплавов на ос-
нове системы Fe–Cr в высокодемпфирующее состояние необходимо
одновременно выполнить два условия. Одно из них заключается в фор-
мировании специфической дисперсной магнитной доменной структуры
с повышенной плотностью подвижных 90-градусных границ доменов,