Формирование физико-механических свойств сплавов, находящихся в сильнонеравновесном состоянии, при синергическом воздействии механической нагрузки, электромагнитных полей и агрессивных сред (на примере магнито-мягких аморфных металлических сплавов на основе кобальта и железа)

В современных условиях требования к эксплуатационным характеристикам конструкционных материалов и сплавов возрастают. Наряду с улучшением свойств созданных ранее материалов, ведутся поиски материалов с принципиально новыми, качественно более высокими эксплуатационными показателями. Такими материалами являются аморфные металлические сплавы (АМС) или металлические стекла (МС). Физические свойства МС (высокая прочность в сочетании с пластичностью, высокая твердость, коррозионная стойкость, магнитомягкость материалов, стойкость к истиранию и др.) определяются не только химическим составом, но и структурным состоянием этих материалов. Массовое использование аморфных металлических сплавов, работающих в электромагнитных полях, ставит задачи по изучению их механических свойств в условиях синергического действия электромагнитных полей и механической нагрузки. Расширение спектра применения аморфных сплавов ставит задачи по исследованию структуры и свойств этих материалов после различного рода воздействий. Это могут быть как стационарные, так и нестационарные тепловые поля, импульсные и статические электрические и магнитные поля, а также различные среды, ведущие к окислению и коррозии. Практически не изучено явление наводороживания аморфных материалов. Вследствие этого представляют интерес исследования, связанные с синергическим влиянием нескольких факторов на изменение физико-механических свойств, в частности, магнитных, аморфных металлических сплавов, в том числе, при испытаниях на усталость. Практически не исследована не изотермическая ползучесть аморфных металлических сплавов в условиях вариации режима подачи внешней нагрузки (статичное нагружение различной величины, знакопеременная нагрузка). Выяснение вида термического и калорического уравнений состояний с позиций неравновесной термодинамики позволит в дальнейшем оценить весь спектр основных параметров аморфных сплавов (коэффициент термического расширения, модуль Юнга и др.), изменяющихся в условиях не изотермической ползучести. Сравнение деформации аморфных и поликристаллических сплавов, находящихся в идентичных условиях эксперимента на ползучесть, позволит выявить общие закономерности и различия в механизме не изотермической деформации материалов, посредством выявления параметров-триггеров, ответственных за идентичные сценарии ползучести. В ходе выполнения всех этапов исследований проекта планируется отслеживание состояния структуры образцов стандартными методами: электронной микроскопией, рентгеноструктурного анализа, дифференциально-сканирующей калориметрии, элементного анализа и др. Актуальность исследования обеспечивается активным внедрением аморфных сплавов в промышленное использование в различных отраслях техники. Полученные результаты могут внести вклад в теорию нелинейной ползучести аморфных металлических сплавов, что является одной из фундаментальных проблем современной физики конденсированного состояния. Экспериментальные данные могут быть учтены при создании конструкций из аморфных сплавов, принцип действия которых основывается на механических свойствах указанных материалов. В ходе выполнения проекта будут предложены оптимальные режимы эксплуатации и способы увеличения надежности и долговечности аморфных материалов, работающих в электромагнитных полях; коррозионных и наводороживающих средах.