Анотація до роботи:

1. Белоус М.В., Григорьева О.В., Лахник А.М., Москаленко Ю.Н., Новожилов В.Б., Сидоренко С.И. Фазообразование при нагреве закаленной стали, содержащей большое количество остаточного аустенита // Металлофизика и новейшие технологии. – 2001. – Т. 23, № 10.– С.1393–1401.

2. Белоус М.В., Григорьева О.В., Лахник А.М., Москаленко Ю.Н., Сидоренко С.И. Термомагнитный анализ аморфных сплавов Fe–B // Металлофизика и новейшие технологии. – 2001. – Т. 23, № 12. – С. 1639–1650.

3. Белоус М.В., Григор'єва О.В., Лахник А.М., Сидоренко С.І., Демченко Л.Д. Аналіз магнітних ефектів при нагріванні аморфних сплавів методом внутрішнього еталона // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2002.– № 3. – С. 133–137.

4. Григорьева О.В., Белоус М.В., Сидоренко С.И. Фазовые взаимодействия в сплавах Fe-Si-B // Материалы международной конференции (ОТТОМ-4). – Харьков, 2003. – С. 283-286.

5. Григорьева О.В., Белоус М.В., Лахник А.М., Сидоренко С.И., Демченко Л.Д. Особенности фазообразований при кристаллизации аморфных сплавов на основе железа // Металлофизика и новейшие технологии. – 2004.– Т. 26, № 9.– С. 1163–1170.

6. Hryhoryeva O., Belous M., Sidorenko S. Phase Transformations During the Heating of Fe-Si-B Amorphous Alloys // Defect and Diffusion Forum. – 2005. – Vols. 237-240. – P. 1205–1209.

7. Григорьева О.В. Применение дифференциального термомагнитного анализа для исследования аморфных сплавов на основе железа // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. – 2001. – № 10. – С.39–42.

8. Hryhoryeva O.V. Сhange of magnetization during the heating of metastable amorphous alloy Fe₈₀B₂₀ // Phase Diagrams in Materials Science. 6th International School-Conference. – Kyiv (Ukraine), 2001. – P. 139.

9. Gryhoryeva O.V. Thermomagnetic analysis of transformations during the heating of amorphous foils of the alloy Fe₈₀Si₆B_14. // Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and Challenges. International Conf. – Kyiv (Ukraine), 2002. – Vol.1. – P. 204–205.

10. Hryhoryeva O. Change of magnetic properties during the heating high pressure foils Fe-Si-B // International School of Crystallography. – Erice (Italy), 2003. – P. 494.

11. Григор’єва О.В. Вплив кремнію на магнітні характеристики та інтервали стабільності аморфних сплавів Fe-Si-B // Збірник тез Всеукраїнської конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики (Еврика – 2003). – Львів, 2003. – С. 20.

Григор’єва О.В. Магнітні ефекти при фазових перетвореннях в сплавах на основі заліза: Fe-B, Fe-Si-B, Fe-C. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 - фізика металів. – Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена вивченню природи магнітних ефектів при фазових перетвореннях в сплавах Fe-B, Fe-Si-B, Fe-C, які знаходяться в різних метастабільних станах. Розроблено оригінальну методику аналізу магнітних характеристик, аналітичну частину якої побудовано на використанні адитивності намагніченості сплавів. Одержані співвідношення зв’язують експериментально реєстровані зміни магнітних властивостей із змінами відносної кількості фаз в досліджуваних сплавах, що знаходяться в нерівноважному стані. Встановлено, що послідовність фазових перетворень зберігається при змінах кількості залишкового аустеніту в широких межах: розпад мартенситу, розпад залишкового аустеніту та утворення карбідних фаз. Використовуючи закономірності фазових перетворень при нагріві загартованого сплаву Fe-C, було проаналізовано послідовність утворення боридів при кристалізації аморфних сплавів Fe-B, Fe-Si-B.

Досліджено фазові перетворення при нагріві аморфних сплавів Fe-B, Fe-Si-B_. Встановлено температурні інтервали фазових перетворень, визначено магнітні властивості вихідних фаз та фаз, що утворюються підчас кристалізації. Показано, що із збільшенням вмісту кремнію і бору, зростає стабільність аморфного стану, температура Кюрі, інтервал кристалізації та зменшується питома намагніченість аморфних сплавів.

Постановку даної дисертаційної роботи було обумовлено актуальністю вироблення критеріїв, що дозволяли б прогнозувати – в перспективі – створення нових матеріалів, а також розробку раціональних технологічних режимів обробки сплавів для надання їм певних – вищих, ніж це є сьогодні, – фізико-механічних властивостей, – таких як оптимальне поєднання міцності та пластичності сплавів, стабільність структури в максимально широкому інтервалі температур та ін.

Керуючись ідеями Л.Н. Ларікова та М.В. Белоуса, в дисертаційній роботі показано, як можна розробляти теоретичні і експериментальні підходи в цьому напрямку за допомогою розроблених нами методик магнітного аналізу.

Розвиваючи експериментальні підходи, нами було здійснено дослідження магнітних ефектів при фазових перетвореннях у сплавах втілення на основі заліза Fe-B, Fe-C, а також в більш складних сплавах Fe-B, легованих кремнієм.

Як було виявлено в наших попередніх дослідженнях, розуміння процесів, що відбуваються в сплавах втілення на основі заліза, характеризуються наявністю багатьох неясних чи спірних моментів, тому подальші дослідження в цій області були актуальні з погляду загальної теорії фазових перетворень у сплавах. Вирішуючи завдання, поставлені в даній дисертаційній роботі, нами було встановлено, що існує певна аналогія в розвитку процесів при нагріванні масивних сплавів заліза Fe-C, що пройшли зміцнювальну обробку, і тонких аморфних стрічок на основі заліза.

Отримані нами дані показують, що в області теорії фазоутворень сплавів Fe-C, – як і взагалі в теорії фазоутворення сплавів втілення на основі заліза Fe, – існує ряд моментів, що потребують подальшого вивчення: насамперед це стосується природи теплових ефектів при нагріванні зміцнених сплавів заліза і зміни ентальпії в залежності від режимів попередньої обробки.

Основним результатом дисертації, важливим з точки зору сучасних актуальних наукових проблем фізики металів, варто вважати визначення кількостей фаз втілення заліза з бором і вуглецем на різних етапах розвитку процесів кристалізації і фазових перетворень. Ми показуємо, як цю задачу вдається вирішити, використовуючи результати дослідження магнітних властивостей сплавів Fe-C, Fe-B, а також в більш складному випадку, – коли легуючий елемент Si суттєво впливає на магнітні ефекти та інтервали стабільності в одній з досліджуваних систем – Fe-B.

В дисертаційній роботі з використанням методів диференціального термомагнітного аналізу, рентгеноструктурного аналізу, кількісного та магнітного фазового аналізу встановлено природу магнітних ефектів при фазових перетвореннях в сплавах на основі заліза Fe-B, Fe-Si-B, Fe-C, що знаходяться в різних метастабільних станах (аморфний стан, свіжозагартований мартенсит, залишковий аустеніт), та визначено магнітні характеристики досліджених сплавів.

На основі отриманих результатів зроблено наступні висновки:

1. Вперше, на основі отриманих експериментальних даних, проаналізовано природу змін намагніченості при нагріванні аморфних сплавів Fe-B, Fe-Si-B. Показано, що реєстровані магнітні ефекти обумовлені змінами намагніченості насичення в областях, близьких до точок Кюрі фаз в сплавах Fe-C, та процесами кристалізації в аморфних сплавах Fe-B, Fe-Si-B з утворенням фериту і боридів заліза. Встановлено, що зворотні зміни намагніченості пов’язані з наближенням до точок Кюрі аморфних сплавів і боридних фаз, а необоротні – зумовлені процесами кристалізації аморфних сплавів Fe-B, Fe-B-Si. Це дозволило вперше визначити значення інтенсивності намагніченості аморфних сплавів Fe-B при температурі кристалізації, і вперше (безпосередньо) оцінити температури Кюрі в сплавах Fe-B.

2. Проведено кількісний аналіз магнітних ефектів (змін намагніченості при розпаді пересичених твердих розчинів, при перетвореннях парамагнітних фаз в феромагнітні, при переході через точки Кюрі) при нагріві сплавів на основі заліза Fe-B, Fe-B-Si, Fe-C. З використанням складених в роботі рівнянь, що описують відповідні ефекти, було визначено температури Кюрі та інтенсивності намагнічування фаз – складових сплавів, що піддаються фазовим переходам, які мають місце при кристалізації аморфних сплавів та при фазоутворенні загартованих сплавів Fe-C.

3. Досліджено фазові перетворення при нагріві аморфного сплаву Fe₈₀B₂₀. За даними термомагнітного аналізу та рентгенофазових досліджень, визначено магнітні характеристики боридних фаз, що піддаються перетворенням при нагріві сплаву Fe₈₀B₂₀. При цьому встановлено, що питома намагніченість аморфного сплаву Fe₈₀B₂₀ складає (198 ± 2) Тл10см/г. Значення питомої намагніченості фази Fe₃B складає при кімнатній температурі (192 ± 2) Тл10см/г, що в розрахунку на атом заліза відповідає 2,07m. Визначено, що температура Кюрі аморфного сплаву Fe₈₀B₂₀, складає 673 К (400 С). Показано, що аморфний сплав Fe₈₀B₂₀ є стабільним в інтервалі 293–653 К (20–380 С) та кристалізується в температурному інтервалі 653–698 К (380–425 С).

Інтерпретуючи дані магнітометричних досліджень, одержано співвідношення, що визначає зв’язок між питомою намагніченістю сплаву Fe₈₀B₂₀ і магнітними властивостями продуктів кристалізації. Отримані дані можуть бути використані при створенні загальної теорії магнітних властивостей сплавів втілення.

4. Встановлено, що фазові і структурні перетворення в сплавах системи Fe-Si-B відбуваються при температурі вище за 703 К (430 С). Показано, що із збільшенням легуючих добавок кремнію і бору температура Кюрі зростає і, в залежності від їх хімічного складу знаходиться в інтервалі 653–673 К (380–400 С). Наявність кремнію збільшує температурний інтервал стабільності аморфного стану сплавів Fe-Si-B (293–763 К (20–490 С)) в бік високих температур. Верхня межа цього інтервалу включає в себе область магнітного перетворення в точці Кюрі аморфного сплаву. Встановлено температурний інтервал кристалізації сплавів Fe-Si-B: 753–793 К (480–520 С).

5. Встановлено, що процес кристалізації аморфних сплавів Fe-B, Fe-Si-B протікає з високою швидкістю в вузькому температурному інтервалі протягом короткого часу і, таким чином, має характерні ознаки фазового перетворення другого роду. При кристалізації аморфних сплавів Fe-B, Fe-Si-B із сплавів втілення виділяються елементи втілення в формі боридних фаз, що супроводжується змінами намагніченості. Причому зміни намагніченості залежать як від властивостей боридних фаз, так і від властивостей матриці сплаву і описуються отриманими в роботі рівняннями.

6. Досліджено фазові перетворення в сплавах на основі заліза Fe-C, з різною кількістю парамагнітної фази – залишкового аустеніту, – що знаходяться в метастабільних станах, сформованих мартенситним перетворенням та подальшим нагрівом. Встановлено, що послідовність фазових перетворень при змінах кількості залишкового аустеніту в широких межах полягає в: розпаді мартенситу, розпаді залишкового аустеніту, утворенні карбідних фаз. З урахуванням уявлень про закономірності фазових перетворень, встановлених при дослідженні при нагріві сплавів втілення Fe-C, було проаналізовано послідовність утворення боридів при кристалізації аморфних сплавів втілення іншого типу – Fe-B та Fe-B, легованих кремнієм. При цьому показано, що в системах Fe-C і Fe-B намагніченість насичення твердих розчинів втілення підкоряється закону простого розчинення.

7. Розроблено оригінальну методику диференціального термомагнітного аналізу тонких фольг аморфних сплавів, яка дозволила проаналізувати процеси змін намагніченості в фольгах малої маси (порядку 310^-2 г), використовуючи “складені зразки”, що формуються із аморфної фольги Fe-B малої маси та масивного зразка a-Fe. Запропоновано і використано при дослідженнях аморфних фольг “метод внутрішнього еталону”, який дозволяє проводити безпосередній відлік змін абсолютної намагніченості при проведенні термомагнітного аналізу диференціальним методом. Аналітична частина методики включає в себе розв’язок системи лінійних алгебраїчних рівнянь, в яких зміну намагніченості сплавів описано із врахуванням кількості фаз, що беруть участь в фазовому перетворенні. Розвинений метод опису дозволяє аналізувати не тільки магнітні ефекти, а й зміни і інших адитивних властивостей сплавів (питомого об’єму, теплоємності).

Встановлено, що магнітні характеристики при фазових перетвореннях в сплавах заліза в рамках термомагнітного аналізу описуються системою лінійних рівнянь, складених з використанням властивості адитивності намагніченості сплавів. Виведено співвідношення, які зв’язують експериментально реєстровані зміни магнітних властивостей (зміни намагніченості в сильних полях) із змінами відносної кількості фаз в досліджених сплавах, що знаходяться в нерівноважному стані.

8. Показано, що розвинений в даній роботі метод магнітометричного аналізу (метод циклічних магнітограм) дозволяє вирішувати завдання встановлення розподілу елементів втілення за фазами і станами на різних стадіях нагріву метастабільних структур (аморфних сплавів Fe-B і мартенситних фаз системи Fe-C). На цій основі вперше проведено аналіз змін ентальпії в процесах відпуску загартованих сплавів Fe-C: при 323–423 К (50–150 С) – утворення e-карбіду; при 533–598 К (260–325 С) – перетворення e-Fe₃C q-Fe₃C; при 598–673 К (325–400 С) – утворення цементиту q-Fe₃C вуглецем із складу сегрегацій на дефектах.