Obrabotka Metallov 2013 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (59) 2013 58 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ На рис. 3 представлены результатыизменения магнитных характеристик в зависимости от при- ложенных нормальных напряжений в условиях нагружения. Видно, что представленные магнит- ные характеристики изменяются неоднозначно. Для коэрцитивной силы и поля максимальной магнитной проницаемости экстремум наблюда- ется при напряжениях примерно 220 МПа, а для значений остаточной индукции и максимальной магнитной проницаемости – 100…120 МПа. Экстремумы, наблюдаемые на зависимостях Н с , B r , μ max и Н (μ max ) от приложенных напряже- ний, можно представить как результат действия целого ряда факторов. В частности, растяжение образцов в упругой области приводит к форми- рованию магнитной текстуры напряжений, полу- чившей также название наведенной магнитной анизотропии [5]. На начальном этапе растяже- ния магнитострикция λ железа и его сплавов положительна [5, 6], соответственно произведе- ние σλ > 0. Вследствие этого идет образование магнитной текстуры типа “ось легкого намаг- ничивания”, при которой векторы намагничен- ности выстраиваются преимущественно вдоль направлений легкого намагничивания, т. е. вдоль направления намагничивающего и перемагни- чивающего поля. Последнее облегчает процес- сы намагничивания и перемагничивания, и коэр- цитивная сила, и поле максимальной магнитной проницаемости, измеренные вдоль направле- ния растяжения, уменьшаются, а максимальная магнитная проницаемость возрастает. Посколь- ку при этом происходит рост объема доменов, векторы намагниченности которых составляют наименьший угол с направлением нагружения, остаточная индукция, характеризующая рас- пределение магнитных фаз в ферромагнетиках в остаточно намагниченном состоянии, также уве- личивается. При более сильных растягивающих напря- жениях магнитострикция железа и его сплавов меняет свой знак [7, 8], так что произведение σλ становится отрицательным. При отрицательных значениях магнитострикции в процессе растяже- ния идет образование текстуры типа “плоскость легкого намагничивания”, при которой энерге- тически выгодна ориентация вектора спонтан- ной намагниченности перпендикулярно оси рас- тяжения и, следовательно, намагничивающему и перемагничивающему полю. Это приводит к затруднению процессов перемагничивания и со- ответственно повышению коэрцитивной силы и уменьшению величин B r и μ max . В результате на кривых Н с ( σ ), B r ( σ ) и μ max ( σ ) формируются экс- тремумы. Более подробно влияние приложенных упругих напряжений на значения продольной и поперечной магнитострикции среднеуглероди- стых сталей рассмотрено в работе [9]. Для изучения особенностей магнитоупруго- го эффекта было проведено также исследование влияния сжимающих напряжений в упругой об- ласти (до –100 МПа) на поведение магнитных характеристик (рис. 3). При сжатии магнитные моменты ориентиру- ются перпендикулярно направлению приложе- ния нагрузки, так как знаки магнитострикции материала и внешних напряжений не совпадают, и σλ < 0. Происходит формирование магнитной Рис. 3. Зависимости магнитных характеристик от приложенных нормальных напряжений в условиях нагружения