Перейти до вмісту
Наукові вісті КПІ
ISSN 2617-5509 · e‑ISSN 2663-7472 Відкритий доступ · CC BY 4.0
Т. 136 · № 1-4 · 2023 чер 1, 2020 статті

ПРИЧИНИ І ЗАКОНОМІРНОСТІ ВПЛИВУ МАГНІТНИХ ПОЛІВ НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І СТРУКТУРУ МЕТАЛІВ, ЩО ДЕФОРМУЮТЬСЯ

ЧД
Ченджан Донг Відповідальний Yancheng Polytechnic College, China Україна
ДЧ
Джибао Чанг Yancheng Jinzhou Machinery Manufacturing Co., Ltd, China Україна
ЛЧ
Лей Чанг Zhongjing Wanye (Beijing) Technology Group Co., Ltd, China Україна
МК
Максим Краєв Rocket and space industry, Ukraine Україна
ВГ
Володимир Гейчук National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Ukraine Україна
Опублікованочер 1, 2020
PDF
НВКПІ 1-4 ТОМ 136 · 1-4
ТОМ 136 · № 1-4 · 2023 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Міцність металів сильно обмежує можливості одержання виробів шляхом пластичної деформації. Електромагнітна природа процесів структуроутворення та пластичної деформації дала основу для застосування додаткового впливу магнітного поля. Накопичено досить великий обсяг дослідницького матеріалу з тематики додаткового впливу магнітного поля на феро-, діа- та парамагнітні метали. Дослідження останніх років мають прикладний характер вивчення магнітопластичності технічних сплавів. Їхнє узагальнення дозволить перейти від лабораторних досліджень до розробки обладнання та технологій комбінованої обробки тиском металевих виробів у слабкому магнітному полі. Мета дослідження. Узагальнення і аналіз результатів лабораторних та теоретичних досліджень додаткового застосування магнітного поля в процесах механічних випробувань металів та сплавів. Методика реалізації. Літературний огляд матеріалів статей, монографій, дисертаційних робіт. Результати дослідження. Обґрунтоване застосування магнітного поля для пластичної деформації металів. Виконане пояснення механізму впливу магнітного поля на структурні елементи металів на основі ефекту магнітопластичності. Наведений опис зміни механічних властивостей металів та сплавів під додатковим впливом магнітного поля. Висновки. Явище магнітопластичності досліджено для широкого кола матеріалів, таких як чисті метали та їх сплави, у тому числі промислові сталі та сплави. Встановлено різні види позитивного впливу магнітного поля на механічні властивості металів: зниження межі плинності та опору деформації, збільшення відносного подовження, релаксація внутрішніх напружень, зниження щільності дислокацій. Також існує і зворотний, негативний ефект впливу магнітного поля: збільшена швидкість зміцнення, крихка, збільшена повзучість металів. Яким буде вплив магнітного поля на конкретний метал, не можна гарантувати з високою точністю.

Ключові слова

Посилання

  1. B.K. Vainshtein, V.M. Fridkin, V.L. Idenbom, Modern crystallography. V. 2, Moscow: Nauka, 1979.
  2. B.T. Geilikman, “On the influence of magnetic and electric fields on phase transformations”. JETP, vol. 8, no. 10-11, pp. 1136-1146, 1938.
  3. A.J. Meyer, P. Taglang, “Effect of magnetic field on polymorphic transformation in ferromagnets”. Journal de Physique et Le Radium, vol. 14, p. 82, 1953.
  4. R. Smoluchowski, R.W. Turner, “Influence of Magnetic Field on Recrystallization”. J. Appl. Phys., vol. 20, no. 8, pp. 745–746, August, 1949. Available: https://doi.org/10.1063/1.1698523
  5. M.L. Bernstein, Thermomagnetic treatment of steel, Moscow: Metallurgy, 1968.
  6. M.L. Bernstein and V.N. Pustovoit, Heat treatment of steel products in a magnetic field, Moscow: Mechanical Engineering, 1987.
  7. V.N. Pustovoit, Yu.V. Dolgachev, V.M. Salynskikh, V.Yu. Stiopka “Kinetics of martensitic transformation in steel under the action of an external magnetic field”, International Journal of Applied Sciences and Technologies “Integral”, no. 4, pp. 224-229, 2018.
  8. V.N. Pustovoit and Yu.V. Dolgachev, “Structural State of Martensite and Retained Austenite in Carbon Steels after Quenching in Magnetic Field”, Met Sci Heat Treat, 64, pp. 688–692, 2023. Available: https://doi.org/10.1007/s11041-023-00873-7
  9. M.A. Krivoglaz, V.D. Sadovsky, L.V. Smirnov, E.A. Fokina, Hardening of steel in a magnetic field, Moscow: Nauka, 1977.
  10. V.M. Schastlivtsev, Yu.V. Kaletina, E.A. Fokina, Martensitic transformation in a magnetic field. Ekaterinburg: Ural Branch of the RAS, 2007.
  11. V.I. Alshits, E.V. Darinskaya, M.V. Koldaeva, et al. “Magnetoplastic effect: Basic properties and physical mechanisms”, Crystallogr. Rep, 48, pp. 768–795, 2003. Available: https://doi.org/10.1134/1.1612598
  12. V.I. Alshits, E.V. Darinskaya, M.V. Koldaeva, et al. “Resonance magnetoplasticity in the EPR scheme under ultralow magnetic fields”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 78, pp. 1041–1051, 2014. Available: https://doi.org/10.3103/S1062873814100037
  13. V.I. Alshits, E.V. Darinskaya, M.V. Koldaeva, et al. “Experimental studies and computer simulations of magnetoplastic effect”, in 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS), Shanghai, China, 2016, pp. 1907-1907. Available: https://doi.org/10.1109/PIERS.2016.7734825
  14. V.I. Alshits, E.V. Darinskaya, M.V. Koldaeva, et al. “Resonance magnetoplasticity in ultralow magnetic fields”, Jetp Lett., 104, pp. 353–364, 2016. Available: https://doi.org//10.1134/S0021364016170045
  15. Yu.I. Golovin, “Magnetoplasticity of solids”, Physics of solids, vol. 46, no. 5, pp. 769-803, 2004.
  16. J.M. Galligan, T.H. Lin, C.S. Pang, “Electron-Dislocation Interaction in Copper”, Phys. Rev.Lett., vol. 38, no. 8, pp. 405–407, 1977. Available: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.38.405
  17. J.M. Galligan and C.S. Pang, “The electron drag on mobile dislocations in copper and aluminum at low temperatures-Strain rate, temperature, and field dependence”, Appl. Phys. vol.50, no. 10, pp. 6253–6256, 1979. Available: https://doi.org/10.1063/1.325762
  18. A.A. Urusovskaya, V.I. Alshits, A.E. Smirnov, N.N. Bekkauer, “Effects of magnetic influence on the mechanical properties and real structure of non-magnetic crystals”, Crystallography, vol. 48, no. 5, pp. 855-872, 2003.
  19. R.B. Morgunov, “Spin micromechanics in the physics of plasticity”, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, vol. 174, no. 2, pp. 131–153, 2004.
  20. V.I. Alshits, E.V. Darinskaya, M.V. Koldaeva, E.A. Petrzhik, “Chapter 86. Magnetoplastic Effect in Nonmagnetic Crystals», Dislocations in Solids, vol. 14, pp. 333-437, 2008. Available: https://doi.org/10.1016/S1572-4859(07)00006-X
  21. S.V. Konovalov, V.E. Gromov, Yu.F. Ivanov, The influence of electromagnetic fields and currents on plastic deformation of metals and alloys, Novokuznetsk: Publishing House “Inter-Kuzbass”, 2013.
  22. A.V. Komshina, A.S. Pomel'nikova, “Promising method of low-energy materials processing using a magnetic field”, Science & Education. Bauman Moscow State Technical University, Issue 9, 2012. Available: https://doi.org/10.7463/0912.0454270 .
  23. M.A. Vasiliev, “Features of Plastic Deformation of Metals and Alloys in a Magnetic Field. The Review”, Usp. Fiz. Met., vol. 8, pp. 65-105, 2007. Available: https://doi.org/10.15407/ufm.08.01.065
  24. D.S. Kamenetskaya, I.B. Piletskaya, V.I. Shiryaev, “On the influence of a magnetic field on the plastic deformation of iron”, Dokl. Academy of Sciences of the USSR, 199, no. 6: 1289, 1971.
  25. D.S. Kamenetskaya, I.B. Piletskaya, V.I. Shiryaev, Physics of Metals and Metallography, 35, No. 2: 318, 1973.
  26. A. Balevski, T. Kortenski, I. Tsankov et al., Mechanical Engineering, no. 12: 16, 1963.
  27. T.V. Efimova, V.V. Polotnyuk, Ukr. J. Phys., 26, no 7: 1149, 1981.
  28. P.A. Alexandrov, V.V. Budaragin, M.N. Shakhov, N.I. Nikanorova, E.S. Trofimchuk, “Mechanical properties of some materials in a magnetic field”, Questions of atomic science and technology. Ser. Thermonuclear fusion, issue. 1, pp. 24-30, 2005.
  29. D.V. Zagulyaev, “The influence of weak magnetic fields on microhardness and creep of aluminum”, dissertation cand. tech. Sci. Novokuznetsk, 2011.
  30. V.V. Sorokin, et al. “Experimental study of the magnetic field enhanced Payne effect in magnetorheological elastomers”, Soft Matter, vol. 10, pp. 8765–8776, 2014.
  31. I. Nkurikiyimfura, Y. Wang, Z. Pan, “Effect of chain-like magnetite nanoparticle aggregates on thermal conductivity of magnetic nanofluid in magnetic field”, Exp. Therm. Fluid Sci., vol. 44, pp. 607–612, 2013. Available: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2012.08.024
  32. W.S. Yip, S. To, “Control of the ductile and brittle behavior of titanium alloys in diamond cutting by applying a magnetic field”, Sci Rep, vol. 9, 4056, 2019. Available: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40702-7
  33. G.R. Li, J.F. Cheng, H.M. Wang, P.S. Li, C.Q. Li, “Influence of a high pulsed magnetic field on the tensile properties and phase transition of 7055 aluminum alloy”, Mater. Res. Express, 3, 106507, 2016. Available: https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/10/106507
  34. G.R. Li, F.F. Wang, H.M. Wang, R. Zheng, F. Xue, J.F. Cheng, “Influence of high pulsed magnetic field on tensile properties of TC4 alloy”, Chinese Physics B, vol. 26, no. 4, 2017.
  35. M.V. Kraiev, V.S. Kraieva, “The influence of a constant magnetic field on the resistance to deformation and hardening of metals”, 60th International Scientific Conference “Current Problems of Strength”, Vitebsk, Belarus, 2018, pp. 93-95.
  36. M.F. Ashby and K.L. Johnson, “On the generation of dislocations at misfitting particles in a ductile matrix”, Phil. Mag. A, 20, pp. 1009–1022, 2006.
  37. M. Kraiev, E. Voronkov, V. Kraieva, "Calculation of energy and magnetic susceptibility of Fe atomic system during dislocation motion in magnetic field", Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, vol. 17, no. 6, pp. 1183-1192, 2021. Available: https://doi.org/10.1108/MMMS-02-2021-0026 .
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

РОЗРОБКА МЕТОДУ ФОРМАЛІЗАЦІЇ ДИНАМІЧНИХ ТЕПЛОВИХ ПОРТРЕТІВ ДЛЯ НАДІЙНОГО ВИЯВЛЕННЯ ЦІЛЕЙ

Степан Лис, Оксана Оборська

Проблематика. Автоматизовані системи спостереження з БпЛА стикаються з подвійним викликом: виявленням теплоконтрастних об'єктів у реальному часі та їх ідентифікацією в…

#тепловізійні системи #ідентифікація цілей #локалізація зони інтересу #динамічний тепловий портрет
10.20535/kpisn.2026.3.359114

МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ІНФОРМАТИВНОГО ПРОСТОРУ ОЗНАК ТЕХНІЧНИХ ІНДИКАТОРІВ ФІНАНСОВИХ ПРОЦЕСІВ НА ОСНОВІ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ

Роман Тертичний, Денис Чупрін, Петро Бідюк

Проблематика. Фінансові часові ряди характеризуються нелінійністю, нестаціонарністю та високим рівнем шуму, що суттєво ускладнює їх моделювання та прогнозування.…

#методика формування інформативного простору ознак #технічні індикатори #волатильність Паркінсона #нейронні мережі
10.20535/kpisn.2026.3.359610

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ОБРОБКИ ТА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У ПРОМИСЛОВИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Ярослав Корпань, Євген Федоров, Ольга Нечипоренко

Проблематика. Сучасні промислові системи контролю характеризуються високим рівнем інтеграції інформаційних і фізичних процесів та використанням розподілених…

#промислові системи автоматизації #SCADA-системи #цілісність даних #кібербезпека ICS
10.20535/kpisn.2026.3.361520

Схожі статті

1-10 з 18

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.