磁気異方性によるNi_3Feの疲労微細組織観察

利用磁各向异性观察Ni_3Fe疲劳显微组织

基本信息

批准号：
10875136
负责人：
馬越佑吉
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875136/
关键词：
磁性疲労破壊転位寿命予測信頼性変形面欠陥

项目摘要

強磁性体に磁場を負荷すると結晶は歪み、いわゆる磁歪を生じる。逆に結晶の歪場に依存して磁気スピンが乱され磁気特性が変化する。これを利用して磁気特定の測定により転位の種類、密度、分布等の観察が可能である。本研究では、交番応力負荷条件下のNi_3Feの変形挙動を疲労硬化曲線、変形微細組織変化、表面すべり線形態観察といった結晶塑性的立場から調べた。また、このような微細組織を磁気異方性により観察した。得られた主要な研究成果は次の通りである。(1)Ni_3Fe単結晶の疲労硬化挙動は合金の規則度に強く依存した。不規則状態では通常の合金と同様、変形の進行に伴って徐々に硬化し、飽和に達した後破壊に至る。一方、規則状態では、変形初期に急速に疲労硬化を示し、その後応力振幅が低下する疲労硬化現象を示す。(2)規則状態のNi_3Feに現れる疲労硬化現象と粗いすべり帯の形成が対応する。変形初期に形成されたすべり帯中での転位運動により規則度が低下し、変形応力の低下をもたらす。(3)APB形成に伴う原子配列の乱れ、および転位近傍の内部応力場は飽和磁化率に強い結晶方位異方性をもたらした。(4)不規則状態のNi_3Feを疲労変形した結晶の飽和磁化率ならびに透磁率の異方性は60°転位による磁気異方性と良い一致を示した。(5)規則状態のNi_3Feの疲労初期における飽和磁化率、透磁率は転位による応力場ならびに超格子転位によるAPBの相乗効果として現れる。しかし、疲労硬化段階においては磁気異方性においてもAPBの消失が認められ、結晶の不規則化が疲労軟化の主因であることが明らかとなった。

当磁场施加到铁磁材料时，晶体会变形，产生所谓的磁致伸缩。相反，根据晶体的应变场，磁自旋受到干扰，磁特性发生变化。利用这一点，可以通过磁特定测量来观察位错的类型、密度、分布等。本研究从晶体塑性角度研究了Ni_3Fe在交变应力加载条件下的变形行为，包括疲劳硬化曲线、变形显微组织变化以及表面滑移线形貌观察。此外，利用磁各向异性来观察这种精细结构。取得的主要研究成果如下。 (1)Ni_3Fe单晶的疲劳硬化行为强烈依赖于合金的有序程度。在无序状态下，像普通合金一样，随着变形的进行逐渐硬化，达到饱和后破裂。另一方面，在正常状态下，在变形初期迅速发生疲劳硬化，此后应力振幅减小，这是疲劳硬化现象。 (2)有序Ni_3Fe中出现的疲劳硬化现象对应于粗糙滑移带的形成。变形初期形成的滑移带中的位错运动降低了规律性，导致变形应力降低。 (3)APB形成过程中原子排列的扰动以及位错附近的内应力场导致饱和磁化率出现强烈的晶体取向各向异性。 (4)无序Ni_3Fe疲劳变形晶体的饱和磁化率和磁导率的各向异性与60°位错引起的磁各向异性表现出良好的一致性。 (5)疲劳初期有序态Ni_3Fe的饱和磁化率和磁导率表现为位错应力场和超晶格位错APB的协同效应。然而，在疲劳硬化阶段，即使在磁各向异性下，也观察到APB消失，这表明晶体无序是疲劳软化的主要原因。