Способ контроля текстуры ферромагнитных монокристаллов

 

Изобретение относится к области металлургии. Цель - повьппение точности контроля текстуры (т) монокристаллов . Способ контроля Т ферромагнитных монокристаллов реализован в устройстве, содержащем приспособление 1 дпя закрепления образца 2, электромагнит (э) 3 с источником питания 4, тензодатчик 5, тензоусипитель (ТУ) 6, регистрирующий прибор 7, привод вращения 8. Способ заключается в следующем: образец 2 помещают в поле насыщения Э 3 и вращают. Вращающий момент складывается из вращающих моментов переменной и постоянной составляющих. Их суммарная величина измеряется тензодатчиком 5, усиливается ТУ 6 и регистрируется прибором 7. Затем изменяют на:правление вращения , измерения повторяют. Находят амплитуды переменной и постоянной составляющей и определяют относительные объемы равноосной и монокристаллической частей образца. В описании изобретения приведены математические выражения для расчетов. Изобретение может быть использовано для контроля качества кристаллической Т ферромагнитных монокристаллов кубической симметрии , имеющих форму тел вращения. 2 ил. to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР п0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9he4 (21) 3887990/24 21 (22) 23.04.85 (46) 23.01.87. Бюп. У 3 (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) С. Н. Лопухов, В. Н. Сопляченко, В. Г. Власов и В, Ф. Стукалов (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 473134, кл . G 01 N 27/72, 1975. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕКСТУРЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МОНОКРИСТАЛ110В (57) Изобретение относится к области металлургии. Цель — повьппение точности контроля текстуры (Т) монокристаллов. Способ контроля Т ферромагнитных монокристаллов реализован в устройстве, содержащем приспособление 1 для закрепления образца 2, электромагнит (Э) 3 с источником питания 4, тензодатчик 5, тензоусили„„SU 1285402 А 1 (51)4 G 01 Б 27/72, G 01 R 33/12 тель (ТУ) 6, регистрирующий прибор 7, привод вращения 8. Способ заключается в следующем: образец 2 помещают в поле насыщения Э 3 и вращают. Вращающий момент складывается из вращающих моментов переменной и постоянной составляющих. Их суммарная величина измеряется тензодатчиком 5, усиливается ТУ 6 и регистрируется прибором

7. Затем изменяют направление вращения, измерения повторяют. Находят амплитуды переменной и постоянной составляющей и определяют относительные объемы равноосной и монокристаллической частей образца. В описании изобретения приведены математические выражения для расчетов. Изобретение может быть использовано для контроля качества кристаллической Т ферромагнитных монокристаллов кубической симметрии, имеющих форму тел вращения.

2 ил.

f 12

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля качества кристаллической текстуры ферромагнитных монокристаллов кубической симметрии, имеющих форму тел вращения.

Цель изобретения — повышение точности контроля текстуры монокристаллов, Имеющих форму тел вращения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемлй способ; на фиг. 2 — графики зависимости вращающего момента при вращении монокристалла в двух противоположных направлениях.

Устройство содержит приспособление 1, закрепления образца 2, электромагнит 3 с источником 4 питания (или систему постоянных магнитов), тензодатчик 5, тензоусилитель 6, регистрирующий прибор 7, привод 8 вращения, Образец 2 закрепляется в приспособлении I в магнитном поле электромагнита 3 с источником 4 питания . так, что ось симметрии образца 2 совпадает с осью вращения. Приспособление 1 закрепления образца через тензодатчик 5 соединено с приводом 8 вращения. Тензодатчик 5 через тенэоусилитель 6 соединен с регистрирующим прибором 7.

Устройство работает следующим образом.

Образец 2, закрепленный в приспособлении 1, помещают в поле насыщения,электромагнита 3 с источником 4 питания и начинают вращать с помощью привода 8 вращения. На образец 2 начинает действовать вращающий момент

М (фиг, 2), складывающийся из переменной М„и постоянной М составляющих. Суммарная величина момента измеряется тензодатчиком 5 (фиг. 1), усиливает<ья тенэоусилнтелем 6 и регистрируется прибором 7, Затем направление вращения изменяют на обратное и измерения повторяют. Результирующая величина амплитуды постоянной составляющей определяется как модуль разности амплитуд постоянных составляющих при вращении в одну и другую стороны..Затем по соотношению амплитуд переменной и постоянной составляющих с учетом коэффициента их приведения определяют относительные объемы равиоосной и монокристалличесКой частей образца.

Способ реализуется следующим образом.

85402 2

Вращающий механический момент М складывается из переменной М и постоянной N составляющих (фиг. 2).

Мо (1)

5 Ве ичина переменной составля цей вращающего механического момента для ферромагнитного монокристалла куб ческой симметрий в плоскости типа

f100) определяется из выражения

fQ М„= К„Н V„sin 4q, (2) где К„- константа магнитокристаллической анизотропии;

Н вЂ” напряженность магнитного ноля;

15 V„- объем монокристалла; ф- угол между вектором намагничивания и осью легкого намагничивания.

При этом амплитуда переменной сос20 тавляющей вращающего механического момента А„ равна

А,= К„Н Ч, ° (3) Амплитуда постоянной составляюшей

25 вращающего механического момента Ао определяется из выражения

А = К НЧ, (4) где К, — константа;

Н вЂ” напряженность магнитного

30 ПОЛЯ;

V .— объем равноосного обраэца, После деления правых и левых частей уравнения (3) и (4) получается

Ап Кп V (5)

35 о о Р

Обозначив величины отношения К /К„ через с, V /V через ч„и V /V через

v» где V — объем контролируемого образца, ъ и v — удельные объемы мощ нокристаллической и равноосной частей, получается

А, са Ап 6

Р Ао+d Aïэ " Ао+ ЫАп А

Величина и является характеристи45 кой сплава. Она не зависит от его, микроструктуры, поскольку с изменением микроструктуры приращение К„ и К„ одинаково по величине и по знаку.

Зависимости механического момента (фиг. 2), определяемые выражением (3), получены при намагничивании монокристаллов цилиндрической формы диаметром 10-40 мм и длиной 2-200 мм в постоянных магнитных полях напряженностью не менее 500 А/см, Для монокристаллов меньшего диаметра потребуются магнитные поля большей напряженности, так как размагничивающий фактор при уменьшении диаметра ци) 285402 линдра возрастает в случае намагничивания до насыщения в диаметральном направлении.

Поясним сущность способа контроля текстуры на примере монокристалла сплава ЮНДК35Т5АА, применяемого для изготовления постоянного магнита, Монокристаллы указанного сплава по технологии их получения имеют цилиндрическую форму. Сплав имеет кубичес- 10 кую симметрию, причем одна из осей типа $100 ) совпадает с осью симметрии цилиндра и плоскость (100) совпадает с плоскостью торца образца. Предварительно (до начала контроля) опреде- 15 ляют величину коэффициента с . Для этого из одного сплава изготавливают два образца одинаковой формл и размеров, например цилиндрической формы диаметром 20 мм и длиной 40 мм. Один 20 из образцов имеет монокристаллическую структуру, а второй — равновесную. Качество монокристаллической структуры определяется прецизионным методом рентгеноструктурного анализа

При этом наличие разориентированных кристаллов и отклонение оси типа (100) от оси симметрии на угол более 2 не допускаются.

Затем образцы подвергаются сов- -30 местной термообработке по следующему режиму. нагрев 1250 10 С выдержка

30 мин, охлаждение с печью до 1000 С, выдержка 30 мин и нормализация на воздухе. Подобная термообработка не- 35 обходима для унификации структуры образцов, так как микроструктура может существенно влиять на величину К. Не— соблюдение указанных требований приводит в последующем к систематичес- 40 кой погрешности контроля.

Затем, вращая образцы в постоянном магнитном поле напряженностью не менее 500 А/см в двух противоположных направлениях, измеряют амплитуды 45

Ар (фиг. 2, а) и А„(фиг. 2, б) и по формулам (3) и (4) рассчитывают .значения Ко и Кд, а затем определяют коэффициент с(. Для расчета коэффициента Ы необходимо выполнить следую- 50 щую последовательность операций: изготавливают два образца контролируемого сплава одинакового химического состава, формы и размеров, один из образцов изготавливают с равноосной 55 структурой, а другой — с монокристаллической текстурой, образцы подвергают одинаковой термообработке для получения адекватных микроструктур, измеряют амплитуды вращающих моментов в постоянном мзгнитном поле насыщения одинаковой напряженности, находят отношение этих. амплитуд.

Для сплава ЮНДК35Т5АА этот коэффициент равен ck = 0,285. вменение направления вращения при измерениях применяют дпя повышения точности А так как в этом случае измеряемая величина возрастает в два раза.

После определения коэффициента М приступают непосредственно к операции контроля текстуры. Для этого исследуемый. образец вращают в постоянном магнитном поле напряженностью вьппе 500 А/см вокруг оси симметрии и получают тензометрическим методом гармоническую зависимость величины вращающего момента от угла поворота.

Затем изменяют направление вращения и получают аналогичную зависимость.

Из полученных экспериментальньМ пут ем 3 ави симо стей о пр еделяют А д и Ар.

Допустим Aä = 760 усл.ед. деформации тензодатчика, а А = 105 усл.ед. После чего по формулам (6) подсчитывают удельные объемы монокристаплическай и равноосной частей образца:

vt„ = 0,674 à vð = 0,326, Формула из об ретения

Способ контроля текстуры ферромагнитных монокристаллов, включазпцнй вращение постоянного магнитного поля и измерение амплитуды переменной составляющей вращающего момента, действующего на монокристалл, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля текстуры монокристаллов, имеющих форму тел вращения, дополнительно измеряют амплитуду постоянной составляющей вращающего момента, причем измерения амплитуд постоянной и переменной составляющих проводят при вращении магнитного поля насыщения в двух противоположных направлениях, измеряют амплитуды вращающих моментов в постоянном магнитном поле насыщения одинаковой напряженности с учетом коэф"

t фициента их приведения, вычисляют относительные объемы равноосной и монокристаллических частей из соотношений А,, v

А +AА с АП ч м А,+n(A<

1285402

ck- коэффициент, который определяют предварительно f0 как отношение амплитуды м„ м

Составитель М. Бухаров

Техред И.Попович

Редактор С. Пекарь

Корректор Л. Пилипенко

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 где vð, 7Г, относИтельные объемы равноосной и монокристалличе ской частей кристалла;

А, А " амплитуды постоянной и

5 переменной со ставляющих вращающего момента;

Заказ 7639/47 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

6 переменной составляющей для идеального монокристалла к амплитуде посто-,. янной составляющей для идеального равноосного образца, имеющих одинаковые форму, размеры и химический состав при измерении в магнитном поле одинаковой напряженности.