Справочник по конструкционным материалам (Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В. - Справочник по конструкционным материалам), страница 97

Гранулометрический состав порошков и их конфигурация задаются профилем рабочей кромки диска, Известен способ вморфизации охлаждением струи расплава в газообразной или жидкой средах. Для изготовленил тонких аморфных нитей в стеклянной изоляции металл помещают в стеклянную трубку, расплавляют с помощью токов высокой частоты, вытягивают и быстро охлаждают. Нити имеют диаметр от 5 мкм до нескольких десятков микро- метров.

Возможность полученил АМС определяется химическим составом и скоростью охлаждения жидкого расплава. Сплавы должны иметь низкую температуру плавления и высокую температуру вморфизации. Скорость охлаждения расплава составляет 10 -10 С/с. Аморфное состояние сплава является метастабильным. Поэтому АМС подвергают отжигу, в процессе которого происходит переход к более стабильному состоянию стеклофазы.

Однако при температурах отжига, превышающих (0,4-0,б5) ~~, материал кристаллизуется. Конструкционные АМС обладают ценным комплексом механических свойств. Прежде всего их особенностью является сочетание высокой твердости и прочности. Твердость может достигать более 1000 НУ0,1, а прочность — 4000 МПа и выше. Например, сплав "е46Сг16МоюС 1в имеет твеРдость 1150 НУ0,1 при о,=4000 МПа; сплав СозаСг2вМогоСи— соответственно 1400 НУ0,1 и 4 100 МПа. 542 АМС характеризуются Высокой упругой деформацией — около 2 % и низкой пластичностью Ь = 0,03...0,3 %. Однако эти сплавы нельзя отнести к категории хрупких материалов, так как их можно штамповать, резать и прокатывать.

Сплавы хорошо поддаются холодной прокатке с обжзтием 30-50 % и волочению с обжатием до 90 %. Механические свойства некоторых АМС приведены в табл. 7.73. Тайнл~а 7. 73. Механические еввйствз АМС !Щ Е/ю Е, ГПа 5,% нчо,! 169 144 144 121 85 103 3130 2600 1710 3 040 3300 2650 54 55 84 40 26 39 1 100 1015 640 760 890 860 2300 2180 2160 0,03 0,3 0,14 0,02 0,11 1960 1330 103 67 850 325 540 730 129 1960 1860 1810 430 2940 1350 76 106 82 24 104 0,2 0,3 О,! -0,2 910 Наряду с высокими механическими свойствами АМС обладают хорошей коррознонной стойкостью. Возможность их использования ограничивается относительно низкой температурой их перехода при нагреве в кристаллическое состояние /„р„,, наличием отпускной хрупкости, возникающей при кратковременном нагреве до температур существенно ниже г „, а также тем, что сортамент выпускаемых материалов ограничен (изготовляют только тонкие ленты, фолыу н нити). Получать массивные заготовки н изделия мОжнО методами пОрошкоВОЙ металлургии, Однако обычная технолОгия (спекз ние порошковых заготовок) неприемлема из-за низкой термической стабильности АМС.

В экспериментальном порядке образцы из аморфных порошков получают взрывным прессованнем. Срок службы АМС зависит от температуры эксплуатации. Термическая стойкость этих СПЛаВОВ НЕВЫСОКа, ОДНаКО ИМЕЮТСЯ МатЕРИаЛЫ С С„аа7 > 725 С. К НИМ, В ЧаСтНОСтм, ОтНОСнтся сплав Т!4$1 !14З812$ с высокими механическими свойствами: 1070 НУО,1, о,=3450 МПа и 47а/(д) = 58 км. Высокопрочные нити из АМС можно использовать в КМ, а ленты — в виде намотки для упрочнення сосудов высокого давления. АМС вЂ” перспективный материал для изготовления упругих элементов. В этой связи зЗСЛуЖИВЗСТ ВНИМЗНИВ СПЛЗВ Т14$ВС4СХГ1$» Имеющий ВыСОКую реЛЗКСЗЦИОННую СТОЙ 5 2 кость и запас упругой энергии.

По эффективной силе Р; 47„„/О, где 47„, — предел упру- 543 Ре, В, Ре7„МовВЭ1 Ре4$Х!4$Р 14В4 РввР15» 7 Ре7$81 1$В 12 1 ~17581$В17 1~!1„~РС Рцво8!з1 Си~ Ъ' Т'5$Ве4$24'1$ Рд775Си481 1З5 1..„'А!ю С0758115В1$ 53 50 38 57 45 56 36 гости пружины из этого сплава на порядок превосходят пружины из обычных поликри- сталлических металлов. Отсутствие границ зерен, высокая твердость, износостойкость, коррозионная стойкость АМС позволяют получать из них высококачественный тонколезвийный инструмент, например бритвенные лезвия.

Аморфнзацня поверхностных слоев изделий лазерной обработкой с целью повышения их твердости может составить конкуренцию традиционным методам поверхностного упрочнения. Данным методом, в частности, на порядок (1050 НЧ0,1) повышена поверхностная твердосп монокристаллического сплава МаоХЬ,!о и достигнута твердость 1200 НЧ0,1 на поверхности изделий из чугуна следующего состава, % (мас.)". 3,20 С; 2,60 81*, о,б4 Мп; о,об Р. Магнитомягкие и магннтотвердые АМС применяют в изделиях электронной техники. По химическому составу эти сплавы подразделяют на три системы: на основе железа, железа и никеля, железа и кобальта. Разработано большое количество составов АМС, однако опытными и опытно-промышленными партиями выпускают сплавы ограниченной номенклатуры.

АМС на основе железа отличает высокая индукцня насыщения (В, = 1,5 ... 1,8 Тл), и в этом отношении они уступают только электротехническим сталям и железокобальтовым сплавам. По сравнению с электротехническими сталями АМС имеют в несколько раз более низкие потери на перемагничнванне, Перспективно использовать АМС в силовых трансформаторах. Однако для этого требуется изменить технологию изготовления трансформаторов (намотку ленты на катушки, отжиг в магнитном поле и в инертной среде, особые условия герметизации и пропиткн сердечников).

Магнитные свойства некоторых АМС группы железа приведены в табл. 7.74. Таблица 7. 74. Свойства АМС иа есневе я!елеза 131, 4Ц ° ! .г Данные приведены после термической обработки в магнитном поле. Сплав подучеп закадкой в валках, остальные — закалкой иа диске. Железоникелевые АМС (табл.

7.75) имеют высокую магнитную проницаемость, по индукции насыщения сравнимы с металлическими магнитными сплавами и ферритами, обладают малой коэрцитивной силой и высокой прямоугольностью петли гистерезнса. Используют их для изготовления трансформаторов и электромагнитных устройств, работающих на повышенных частотах, что позволяет уменьшить габаритные раз- меры изделий и удельные потери. Промышленно выпускают сплавы марок Н25-А и 10НСР.

Таблица 7. 75. Свойства пели- и меиекрнеталлнчееиих жааезеинкелевых н железекебальтевых АМС [31, 41) В„тл Н„Аlм 9, С $1„10 р 10,0м м Жеввзониневввые АМС Ре,6%46Р ыВб Ре46%5,Мо4В 15 Реб2~ ~116811$В14 Н25-А $,6 0,56 0,48 0,015 0,15 1,80 1,50 1,30 1,20 $,30 0,79 0,88 1,30 1,30 264 230 310 435 5 70 ?О 430 1,35 1ОНСР Желвзонобалътовыв А МС Ре4.5СОЧ,581 10В!5 Ре4 5СоббСг5815В гб Реб 5Собб 6%15ХЬ2281 10В 15 45НПР-А 10 200 20 31 20 1,50 1,60 1,20 1,20 1,25 К83-А К25-А 24КСР 71КНСР 20 Традиционныв матври424ы Пермаллой (4-79Мо) Харлперм 077 0,50 1,00 0,40 0,80 0,40 4,0 1,6 460 ЗОО 500 180 30 80 30 20 0,40 1,00 0,80 3.

106 Се пласт Моиокристалл марганцевоцинкового феррате Высокопроницаемые железокобальтовые АМС (см. табл. 7.75) могут заменить в радиоэлектронной аппаратуре пермаллои с высокой индукцней; они превосходят последние по некоторым свойствам и по технологичности. Промышленно выпускают АМС марок К8З-А, К25-А, 24КСР, 71КНСР, 45НПР-А и др. Методом катодного распыления получены аморфные пленки из магнитотвердого 3 сплава ЗшСо5 с магнитной энергией 120 кДж!м, которые можно использовать для изготовления малогабаритных постоянных магнитов различного назначения. Некоторые АМС на основе железа (9ЗЖХР-А, 9бЖР-А) в определенных температурных интервалах имеют низкий ТКЛР (а < 10 С ).

При комнатной температуре их свойства близки к свойствам поликристаллического сплава ЗбН, однако они о сохраняют низкое значение а вплоть до 250-300 С, в то время как сплав 36Н только до 100 С. 18 — !300 0,85 0,63 0,7! 0,78 0,7 1,4 1,5 0,5 1,6 0,08 0,40 1,6 0,08 0,04 О,! 0,008 420 210 420 250 350 535 550 Резистивные АМС имеют высокое электрическое сопротивление. Из них изготовляют микропровод в изоляции из стекла, Свойства некоторых резистивных материалов приведены в табл. 7.76. Таблица 7.

7б. Свейства резмстмвмых матермалев ~Щ По свойствам АМС системы % — 81 — В выгодно отличаются от кристаллических сплавов. Онн имеют на порядок ниже термический коэффициент электросопротивлення и в 1,5 раза больше удельное электрическое сопротивление. Сплавы парамагнитны, коррозионно-стойки, обладают линейной температурной зависимостью ЭДС и относительно высокой температурой кристаллизации. Их можно использовать не только для изготовления прецизионных резисторов, но и для тензодатчиков при измерении деформаций, микросмещений и т. д.

7.1О. Лазерные магерналы Для создания лазера нужен матерная с определенными свойствами, в котором в процессе накачки может быть создана активная среда. Такой материал называется лазерным веществом (ГОСТ 15093 — 90). Наиболее важными процессами, необходимыми для функционирования лазера, являются люминесценция и вынужденное излучение. Люмииесцеиция — неравиовесное излучение тел, избьпочиое по отношению к тепловому, причем непускание фотонов происходит самопроизвольно.

То же явление, при котором основную роль играет вынужденное излучение, возникающее в среде с инверсной заселенносп ю, приводит к лазерному эффекту. В люминесценции участвуют не все частицы, входящие в состав лазерного вещества. Если в люминесценции участвуют частицы, не входящие в основной состав лазерного вещества, то их совокупность называют активатором, а остальное — матрицей. Для того чтобы имела место люминесценция, активные частицы должны быль возбуждены. Лазерный эффект может возникнуть в том случае, если в энергетическом спектре часпщы ниже уровня или полосы возбуждения находится уровень, безызлучательные переходы с которого маловероятны, т. е.