23.11.2014 Views

xxiii πανελληνιο συνεδριο φυσικης στερεας καταστασης & επιστημης ...

xxiii πανελληνιο συνεδριο φυσικης στερεας καταστασης & επιστημης ...

xxiii πανελληνιο συνεδριο φυσικης στερεας καταστασης & επιστημης ...

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Συσχέτιση πλαστικής παραμόρφωσης και μαγνήτισης σε φερρομαγνητικούς<br />

χάλυβες<br />

Κ. Κοσμάς 1 , P. Svec 2 και Ε. Χριστοφόρου 1,*<br />

1 Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας, Ε. Μ. Πολυτεχνείο, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου, Αθήνα 15780<br />

2 Slovac Academy of Sciences, Bratislava, Slovakia<br />

Περίληψη<br />

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια μέθοδος με την οποία είναι δυνατή η μέτρηση<br />

της πλαστικής παραμόρφωσης σε φερρομαγνητικούς χάλυβες. Η μέθοδος στηρίζεται στην<br />

μονοτονική συσχέτιση των ελασσόνων βρόχων μαγνήτισης και της πλαστικής<br />

παραμόρφωσης, καθώς επίσης και της συσχέτισής της με τις διαταραχές σε<br />

φερρομαγνητικά υλικά. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η πρόβλεψη της δημιουργίας<br />

ρωγμών και ατελειών στους εν λόγω χάλυβες.<br />

Οι υπάρχουσες μαγνητικές τεχνικές που είναι σε θέση να μετρήσουν ρωγμές και ατέλειες<br />

σε μαγητικά υλικά είναι η τεχνική ανίχνευσης μαγνητικών ατελειών [1] και οι τεχνικές<br />

δινορρευμάτων [2]. Το βασικό πρόβλημα και των δύο τεχνικών είναι η αδυναμία μέτρησης<br />

ατελειών στο βάθος του υλικού. Επίσης είναι γεγονός ότι υπάρχει μια δυσκολία στον μη<br />

καταστροφικό προσδιορισμό της πλαστικής παραμόρφωσης των μαγνητικών υλικών.<br />

Έτσι, ένας στόχος της ερευνητικής μας ομάδας είναι και η ανάπτυξη μιας τεχνικής για τον<br />

προσδιορισμό της πλαστικής παραμόρφωσης, της πυκνότητας και του είδους των<br />

διαταραχών σε όλο το βάθος του υπο δοκιμή μαγνητικού υλικού. Η μέθοδος αυτή μπορεί<br />

να χρησιμοποιηθεί τόσο στα δομικά μαγνητικά υλικά, τους φερρομαγνητικούς χάλυβες,<br />

όσο και στα λειτουργικά μαγνητικά υλικά, τα υμένια, τις ταινίες και τις ίνες.<br />

Οι πλέον σημαντικές προσπάθειες για την συσχέτιση δομής και μαγνητικών ιδιοτήτων σε<br />

φερρομαγνητικά υλικά έχουν γίνει από τους Kronmuller [3], Takahashi [4] και Jiles [5].<br />

Σύμφωνα με αυτές τις προσπάθειες, οι «συντελεστές ατελειών» που εισάγονται στους<br />

μικρο-μαγνητικούς φορμαλισμούς δεν έχουν πρακτικά φυσικό νόημα δεδομένου ότι δεν<br />

παραμένουν σταθερές σε διαφορετικές μηχανικές καταπονήσεις και μαγνητικές διεγέρσεις.<br />

Χωρίζοντας τις διαταραχές σε ένα φερρομαγνητικό υλικό σε τρείς διαφορετικές<br />

κατηγορίες, ήτοι τις απομονωμένες διαταραχές, τις διασταυρούμενες διαταραχές και τα<br />

υπο-όρια κόκκων, διαπιστώσαμε ότι με βάση τα μοντέλα μικρομαγνητισμού [3], τα πεδία<br />

ανάστροφης μαγνήτισης πυρήνωσης μεγαλώνουν προχωρώντας από τις απομονωμένες<br />

διαταραχές, στις διασταυρούμενες και τέλος στα υπο-όρια κόκκων. Έτσι, αναλύοντας τους<br />

«συντελεστές ατελειών» σε ένα άθροισμα τριών συντελεστών πολλαπλασιασμένων με τρία<br />

διαφορετικά πεδία ανάστροφης μαγνήτισης πυρήνωσης, είναι δυνατόν να εξηγήσουμε την<br />

διαφοροποίηση της μαγνήτισης συναρτήσει της πλαστικής παραμόρφωσης, να μετρήσουμε<br />

επαγωγικά την πλαστική παραμόρφωση και τέλος να συσχετίσουμε την ανάστροφης<br />

μαγνήτισης πυρήνωσης με τα τρία διαφορετικά είδη διαταραχών.<br />

Στην εργασία δίνουμε ένα παράδειγμα με τον χάλυβα τύπου ARMCO. Τα δοκίμια<br />

ανοπτήθηκαν στους 900 o C για 24 ώρες. Στην συνέχεια τα δείγματα υπέστησαν ψυχρή<br />

έλαση από 10% έως και 62,5%. Ακόμη τα δείγματα υπέστησαν πλαστική παραμόρφωση<br />

από 2% έως 18%. Κάνοντας χρήση ελασσόνων βρόχων μαγνήτισης από 20A/m έως και<br />

800A/m, διαπιστώθηκε μονοτονική εξάρτηση της ελάσσονος μαγνητικής επιδεκτικότητας<br />

από την πλαστική παραμόρφωση όπως δείχνεται στο Σχήμα 1. Η εν λόγω εργασία<br />

επεκτείνεται και στην συσχέτιση μικροδομής και μαγνητικών ιδιοτήτων, με την συσχέτιση<br />

της πυκνότητας και του είδους των διαταραχών (Σχήμα 2) και της ελάσσονος μαγνητικής<br />

επιδεκτικότητας.<br />

* E-mail: eh@metal.ntua.gr Fax: (+30)-210-772 2119<br />

112

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!