Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк

Д. В. Загуляев, ст. преподаватель

С. В. Коновалов, доцент, e-mail: konovserg@gmail.com

В. Е. Громов, профессор, зав. кафедрой физики

И. А. Синявский, доцент

В. Я. Целлермаер, профессор

Экспериментально изучено влияние слабого магнитного поля с индукцией 0,3 Тл на микротвердость алюминия с разным содержанием примесей Fe и Si. Исследовано изменение микротвердости: без воздействия магнитного поля, сразу после выдержки в магнитном поле и после определенных интервалов времени; при этом варьировалось время выдержки в магнитном поле. Показано, что характер влияния магнитного поля заключается в снижении микротвердости с последующим ее возвращением к исходному значению. Установлено, что влияние магнитного поля на микротвердость Al неоднозначно зависит от массового содержания примесей. Исследованы зависимости относительного изменения микротвердости от массового содержания Fe и Si в образцах Al при времени обработки магнитным полем 2,00 и 0,25 ч. Установлен экстремальный характер зависимостей относительного изменения микротвердости алюминия от содержания Fe и Si при 2-ч обработке магнитным полем. При уменьшении времени воздействия характер зависимостей меняется. Исследования влияния времени выдержки в магнитном поле на микротвердость алюминия с разным содержанием Fe показали, что зависимости имеют вид кривых с насыщением. Максимальный эффект влияния магнитного поля для различного времени выдержки в нем наблюдается на образцах Al с содержанием Fe 0,001 и 0,260 %. Сделано предположение о физическом механизме влияния магнитного поля на микротвердость алюминия, связанном с изменением состояния дефектной субструктуры, заключающимся в том, что в процессе пластической деформации происходят непрерывные взаимодействия дислокаций друг с другом и с точечными дефектами, что приводит к многократно повторяющимся химическим реакциям в процессе пластической деформации. Это способствует увеличению подвижности дислокаций и, как следствие, снижению микротвердости.

Работу выполняли при частичной финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 гг.» (госконтракт 16.740.11.0314 и соглашение № 14.В37.21.1166).

1. Леонов В. В., Беляев С. В. Влияние температуры на микротвердость металлов // Цветные металлы. 2010. № 3. С. 92–93.
2. Альшиц В. А., Урусовская A. A., Смирнов А. Е., Беккауер H. H. Деформация кристаллов LiF в постоянном магнитном поле // Физика твердого тела. 2000. № 2. С. 270–272.
3. Песчанская Н. Н., Смирнов Б. И., Шпейзман В. В. Скачкообразная ползучесть при сжатии монокристаллов цинка в магнитном поле // Там же. 2008. № 6. С. 997–1001.
4. Головин Ю. И., Моргунов Р. Б., Баскаков А. А., Бадылевич М. В., Шмурак С. З. Влияние магнитного поля на пластичность, фото- и электролюминесценцию монокристаллов ZnS // Письма в Журн. эксперимент. и теор. физики. 1999. № 2. С. 114–118.
5. Головин Ю. И., Моргунов Р. Б. Новый тип магнитопластических эффектов в линейных аморфных полимерах // Физика твердого тела. 2001. № 5. С. 827–832.
6. Урусовская А. А. Эффекты магнитного воздействия на механические свойства и реальную структуру немагнитных кристаллов // Кристаллография. 2003. № 5. С. 855–872.
7. Альшиц В. И., Дарицкая Е. В., Петржик Е. А. «In situ» изучение магнитопластического эффекта в кристаллах NaCl методом непрерывного травления // Там же. 1991. № 10. С. 3001–3009.
8. Уайт Р. Квантовая теория магнетизма. — М. : Мир, 1985. — 304 с.
9. Загуляев Д. В., Коновалов С. В., Громов В. Е. Ползучесть поликристаллического Al в постоянном магнитном поле // Вестник Челябинского государственного университета. Сер. Физика. 2009. № 24. С. 49–53.
10. Загуляев Д. В., Коновалов С. В., Громов В. Е. Влияние слабых магнитных полей на микротвердость поликристаллического алюминия // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Математика. Механика. Физика. 2010. № 9. С. 53–56.
11. Загуляев Д. В., Иванов Ю. Ф., Коновалов С. В., Громов В. Е. Особенности дислокационной субструктуры алюминия, формирующейся при ползучести в магнитном поле // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 5. С. 8–12.
12. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. — М. : ГИФМЛ. 1961. 479 с.
13. Альшиц В. И., Даринская Е. В., Колдаева М. В., Петржик Е. А. Магнитопластический эффект: основные свойства и физические механизмы // Кристаллография. 2003. № 5. С. 826–854.