автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка технологии получения аморфизующихся кобальтовых сплавов на основе изучения их вязкости

На правах рукописи

КОНАШКОВ Виктор Васильевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФИЗУЮЩИХСЯ КОБАЛЬТОВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ ИХ ВЯЗКОСТИ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких

металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в Институте физики металлических жидкостей ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ"

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Цепелев B.C.

доктор технических наук, профессор Замятин В.М.

кандидат технических наук Акшенцев Ю.Н.

Ведущая организация:

ГНЦ РФ ОАО "Уральский институт металлов"

Защита состоится 25 февраля 2005 г. в 15.00 часов в аудитории I (зал Ученого совета) на заседании диссертационного совета Д 212.285.05 при ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, Екатеринбург, К-2, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета, тел./факс. (343)374-38-34.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ".

Автореферат разослан: " января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д.т.н., профессор Карелов СВ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современной промышленной практике задача выплавки металлов и сплавов нередко сводится лишь к получению заданного химического состава. При этом, имеется много фактов, когда твердые металлические образцы практически одинакового химического состава при аналогичной термообработке могут иметь разные показатели качества. Причинами этого могут быть неконтролируемые примеси, непостоянство параметров технологического процесса, используемое сырье, разный способ производства. Вместе с тем, исследования показывают, что во многих случаях качество металлопродукции зависит от температурного режима всех операций выплавки, причем без изменения химического состава металла.

Объект исследования - аморфизующиеся сплавы на основе кобальта. Нанокристаллические ленты из этих сплавов являются магнитомягким материалом нового поколения с уникальными свойствами. Такие ленты используются для изготовления магнитопроводов, применяемых в электротехнике и электронике.

Основное изучаемое свойство - кинематическая вязкость. Это одно из наиболее информативных структурно-чувствительных свойств металлических расплавов. Изучены временные и температурные зависимости вязкости.

Цель работы. Экспериментальное изучение временных, температурных и концентрационных зависимостей вязкости тройной системы Со-В-81 Анализ полученных данных, с целью углубления представлений о структурных изменениях, происходящих в расплаве при изотермических выдержках и изменениях температуры.

Изучение температурных и временных зависимостей вязкости промышленных образцов с разными показателями качества. Выявление взаимосвязи между служебными характеристиками твердых образцов и вязкостью расплава. Разработка, на основе полученных данных, рекомендаций по подготовке расплава перед разливкой (режима термовременной обработки расплава ТВО).

Научная новизна. Впервые изучена концентрационная зависимость кинематической вязкости системы Со-В и Оэ^^ в интервале концентраций 2-8 мас.% В, 0-8 мас.% Si. Установлено, что увеличение содержания бора и кремния в основном увеличивает вязкость расплава.

Подробно изучены временные зависимости кинематической вязкости системы ^^^ при различных концентрациях бора и кремния. Обнаружена нестабильность вязкости во времени при изотермической выдержке. Изучены температурные зависимости вязкости системы Обнаружено, что поли-

термы имеют расхождение кривых нагрева и охлаждения (гистерезис), в случае нагрева расплава выше определенной температуры, называемой критической.

Изучена вязкость промышленных сплавов типа ГМ 515 на основе кобальта. Выявлена взаимосвязь между абсолютными значениями вязкости образцов сразу после плавления и показателями качества готовой продукции, полученной из соответствующих образцов.

Изучены температурные зависимости кинематической вязкости промышленных сплавов на основе кобальта. Обнаружена взаимосвязь между характером политерм (наличием гистерезиса) и показателей качества готовой продукции, полученной из соответствующих образцов.

Изучены временные зависимости кинематической вязкости промышленных сплавов, а также влияние длительности выдержек и изменений температуры на характер нестабильности.

Практическая ценность. На основе анализа полученных результатов был определен оптимальный температурно-временной режим обработки (ТВО) для изученных промышленных сплавов. Выработаны рекомендации для производства по подготовке расплава к разливке, которые позволяют получать стабильно высокое качество аморфных лент. Практические рекомендации приняты к использованию на НПП "Гаммамет", о чем получен акт внедрения.

Автор защищает:

- результаты исследований временных, температурных и концентрационных зависимостей вязкости тройной системы Оз^^ц

- взаимосвязь служебных характеристик промышленных образцов готовой продукции в твердом состоянии с вязкостью и характером ее изменения в жидком;

- рекомендации по термовременной обработке промышленных расплавов, позволяющие улучшить качество аморфных лент, а также повысить стабильность качества от плавки к плавке.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на X Российской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов", Екатеринбург 2001 г.; второй окружной конференции Уральского федерального округа "Активная государственная инновационная политика - основа экономического возрождения России", Екатеринбург 2002 г.; шестнадцатой международной конференции "Soft Magnetic Materials", Дюссельдорф 2003 г.; ХП Международной конференции "Современные проблемы электрометаллургии стали", Челябинск 2004 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи, 3 тезисов, 8 трудов в сборниках.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы из 147 наименований и приложений. Она изложена на 155 страницах машинописного текста, включая 34 рисунка и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе описаны существующие модели строения жидкостей. Показано, что пока нет единой универсальной модели для всех жидкостей и диапазонов температур. Для металлических жидкостей, вероятно, наиболее адекватен квазихимический вариант модели микронеоднородного строения. Однако для получения надежных аналитических (расчетных) результатов на основе этой модели, ее еще предстоит развивать. Пока можно говорить лишь о качественном описании характера структуры жидкости.

Металлические расплавы, как термодинамические системы, можно разделить на две группы - равновесные и неравновесные. Неравновесность связана с микронеоднородностью расплава. Затвердевание из неравновесных состояний, как правило, приводит к худшему качеству твердых образцов. Изучение структурно-чувствительных свойств расплавов (например вязкости) позволяет определить условия перехода расплава к равновесию. Перевод расплава в состояние равновесия осуществляется с помощью специального температурно-временного режима плавки. Использование такого режима называется термовременной обработкой (ТВО).

Рассмотрены существующие теории вязкого течения. Строгая общая теория вязкого течения до сих пор отсутствует. Поэтому качественные модельные представления о механизме вязкого течения играют важную роль при обработке и анализе экспериментальных данных.

Объект исследования - аморфизующиеся расплавы на основе кобальта. Аморфные и нанокристаллические сплавы являются новыми материалами по свойствам или сочетанию свойств, в ряде случаев превосходящие кристаллические образцы. Рассмотрены особенности технологии производства аморфных лент. Поскольку технология предполагает быструю закалку из жидкого состояния, то взаимосвязь структуры жидкости и твердого металла очевидна.

Во второй главе описан метод крутильных колебаний тигля с расплавом Е.Г. Швидковского. На данный момент это наиболее приемлемый метод измерения вязкости жидких металлов и сплавов.

Приведена конструкция экспериментальной установки, использованной для проведения опытов.

Рассмотрена методика обработки результатов опытов. Обработка предполагает пересчет декремента затухания колебаний в кинематическую вязкость. При обработке возникает необходимость ввода большого объема информации в ЭВМ при помощи клавиатуры, особенно при исследовании временных зависимостей. Разработана новая программа для ЭВМ, которая позволила несколько уменьшить объем работы по вводу информации, значительно снизить потери

времени при ошибке оператора, а также ликвидировать некоторые вспомогательные операции при обработке результатов.

В третьей главе представлены и проанализированы результаты исследования тройной системы Оз^^!

Наиболее часто встречающееся содержание бора и кремния в промышленных сплавах: «4 мас.% В, «4 мас.% Si. В специальных композициях интервал концентраций каждого из этих элементов - от О до 8 %. Для того чтобы охватить весь диапазон практически важных химических составов была спланирована серия экспериментов. План экспериментов представлен в табл.1.

Для получения образцов заданного химического состава использовались следующие исходные материалы:

- кобальт катодный 99,98 мас.% Со;

- специально приготовленая лигатура Со-В: 88,6 мас.%, 10,5 мас.%В, 0,3 мае. %Si;

- чистый кремний в виде монокристалла.

Исходные материалы помещались в тигель экспериментальной установки в соответствующей пропорции. Сплавление происходило в ходе опыта.

Исследованные сплавы характеризуются нестабильностью вязкости во времени. Нестабильность иногда сохраняется в течении нескольких часов. Вместе с тем, время релаксации изучаемой системы зависит от температуры. Так, начиная с определенной температуры ^ стабилизации), время релаксации расплава становится настолько малым, что не удается зафиксировать нестабильность (рис.1). Погрешность измерений значительно меньше, чем наблюдаемый разброс точек, что видно по стабильным участкам временных зависимостей.

Таблица 1 План экспериментов, мас.%

№п/п В В+81

1 2 0 2

2 2 б 8

3 2 8 10

4 4 0 4

5 4 2 б

6 4 4 8

7 4 6 10

8 4 8 12

9 6 0 б

10 6 2 8

11 6 4 10

12 6 8 14

13 8 0 8

14 8 8 16

Кроме того, погрешность измерения кинематической вязкости увеличивается при повышении температуры, а нестабильность вязкости во времени уменьшается с ростом температуры. Макроскопические процессы (конвективные потоки, установление стационарного распределения температуры в образ-

зависимость вязкости

це, доплавление исходных материалов образца, изменение химического состава в ходе опыта) не могут привести к такой нестабильности. Эти процессы заканчиваются раньше, чем прекращается нестабильность или способны изменять вязкость лишь в каком то одном направлении (увеличивать или уменьшать). Нестабильность вязкости во времени вероятно связана с неравновесностью расплава. Полученные данные согласуются с положениями теории неравновесных процессов И.Р. Пригожина о колебаниях параметров системы в ходе приближения ее к равновесию.

Обнаружено, что для разных образцов одного и того же химического состава степень нестабильности значений вязкости во времени может быть различной (под степенью нестабильности подразумевается среднее квадратичное отклонение экспериментальных точек от интерполирующей прямой, проведенной методом наименьших квадратов). Для изучения этого явления было проведено специальное исследование. Проверялось влияние различных факторов на степень нестабильности. Установлено заметное влияние на степень нестабильности скорости нагрева образца при его плавлении, а также размера кусков (степени измельчения) шихты.

Т, мин

Рис. 1. Типичная температурно-временная

Если перед плавлением образец нагревался с малой скоростью (т.е. 10-25 °С/мин), степень нестабильности после

плавления оказывалась максимальной. Если же перед плавлением образец нагревался быстро (т.е. 80-140 °С/мин), нестабильность вязкости после плавления могла совсем отсутствовать. Наблюдались и промежуточные случаи. Обнаруженный эффект быстрого нагрева перед плавлением,

возможно связан с подобием ударного (теплового и электромагнитного) воздействия на концентрацию дефектов, размеры и структуру зерен.

С уменьшением размера кусков шихты до 1 мм и менее, степень нестабильности снижается (табл. 2, 3). Для крупной шихты (размеры превышают 5 мм), в исследованном температурном интервале 1200-1350 °С, изменение

Таблица 2 Степень нестабильности вязкости во времени при разной скорости нагрева

образца во время его плавления (у-10"7)2, (м2/с)2.

Характер нагрева образца перед плавлением

Температура, сС Быстрый нагрев Медленный нагрев

1200 3,9

1250 2,7 3,3

1300 0.9 3,1

Таблица 3 Степень нестабильности вязкости во времени при разной скорости нагрева образца во время его плавления (у-10"7)2, (м2/с)2, при использовании измельченной шихты

Характер нагрева образца перед плавлением

Температура, Быстрый нагрев Медленный нагрев

1150 б

1200 2,9 6,1

1250 0,9 1,5

1300 0,5 0,6

температуры слабо влияет на степень нестабильности.

Среди причин вышеописанных закономерностей, следует также назвать, прежде всего, влияние рассмотренных факторов на концентрацию дефектов, параметры фазовых превращений и диффузии в расплавляемых образцах. Изменение этих характеристик неизбежно скажется на микроструктуре, формирующейся после плавления Рис. 2. Температурная зависимость вязко-жидкости и ее близости к сти тройной системы Оз^^ («4 мас.% В, равновесию. «4 мас.% Si). • - нагрев; 0 - охлаждение

Были проведены исследования температурных зависимостей вязкости. Обобщенный результат представлен на рис. 2. Изученный расплав характеризуется гистерезисом (расхождением кривых нагрева и охлаждения) и изломом на кривой v(t). Последний может быть вызван интенсивным изменением структуры расплава при 1520 °С. Критическая температура, нагрев до которой приводит к гистерезису, составляет порядка 1650 °С.

Проведенные исследования позволили построить концентрационные зависимости вязкости.

По результатам опытов, методом наименьших квадратов, получены уравнения поверхностей v (мас.% В, мас.% Si) в тройной системе координат, по которым построены соответствующие поверхности (рис.3).

0 2 4 6

%В

0 2 4 6

%В

Рис. 3. Концентрационные зависимости вязкости у(мас.% В, мас.% 81), полученные методом наименьших квадратов по экспериментальным точкам. А - при 1500 °С, Б - при 1400 °С

у=С0,0074-[%В]2-О,О5 16-[%В]+0,0564>[%81]2+

(-0,0386• [%В]2+0,204■ [%В]+0,1006)- [%81] - О)

-0,1711-[%В]2+2,3583 [%В]+2,0731

У=(0,0002-[%В]2+0,0043-[%В]-0,03)-[%81]2+ (-0,0399-[%В]2+0)2336-[%В]+0,0344)-[%8!]+ (2)

+0,0006-[%В]2+0,725-[%В]+3,9928

В четвертой главе представлены и проанализированы результаты исследований промышленных аморфизующихся сплавов типа ГМ 515.

Современные исследования свидетельствуют о том, что металлические расплавы, в том числе и аморфизующиеся сплавы, являются сложными неравновесными системами. Перевод расплава в равновесное состояние осуществляют, чаще всего, нагревом до экспериментально обнаруженных температур, названных критическими

В настоящей работе исследовалась кинематическая вязкость трех амор-физующихся сплавов на основе кобальта, применяемых для производства на-нокристалических лент.

Наиболее подробно изучались промышленные образцы сплава марки ГМ 515 (90 мас.% Со, 4 мас.% В, 4 мас.% Si) с разными показателями качества полученной из них готовой продукции (нанокристаллической ленты).

Образцы плавки с низким выходом годной продукции (40% и менее) характеризуются существенным расхождением кривых нагрева и охлаждения (гистерезисом). Критическая температура составляет 1560 °С. У образцов сплава с выходом годного более 90% гистерезис отсутствует или слабо выражен (рис. 4). Максимальная температура плавки с малым выходом годного была ниже, чем у нормальных и хороших плавок. Интересно, что эта температура оказалась немного меньшей критической температуры ^ установленной по по-

литермам вязкости. Таким образом, одной из вероятных причин низкого выхода годного можно назвать неудачный температурно-временной режим плавки, конкретнее - недостаточно высокую максимальную температуру плавки или недостаточно длительную выдержку расплава при этой температуре.

Исследованные промышленных сплавов марки ГМ 515. А-образец промышленные образцы от плавки, характеризуемой низкими служебными имеют разные абсолют- характеристиками; Б- образец от плавки, характе-ные значения вязкости ризуемой высокими служебными характеристка-сразу после плавления. ми; » -нагрев, о -охлаждение Минимальные значения

v наблюдаются у образцов с наибольшим гистерезисом на политермах. Эти результаты были сопоставлены с показателями качества готовой ленты. Одними из основных показателей качества являются коэрцитивная сила НС и магнитная проницаемость ц. Хорошая аморфная лента должна обладать малой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью. Значения этих свойств нанесены на график в зависимости от абсолютных значений вязкости соответствующих образцов сразу после плавления (рис. 5). Сплавы с наилучшими показателями качества имеют большую вязкость после плавления. Этот факт хорошо согласуется с представлением о том, что неравновесный расплав (т.е. расплав, в котором имеются прочные, унаследованные от шихты атомные группи-

1100 1300 1500

Рис 4. Политермы кинематической вязкости

ровки - кластеры) имеет меньшую вязкость. Это вызвано тем, что наиболее сильные насыщенные ковалентно-металлические связи остаются внутри кластеров и не участвуют в вязком течении. Такой кластер представляет собой квазимолекулу, слабо взаимодействующую с окружающими атомами. Именно это и уменьшает внутреннее трение, т.е. вязкость расплава. Разрушение неравновесных атомных группировок приводит к высвобождению и участию в вязком течении сильных взаимодействий. Последнее сопровождается увеличением вязкости перегретого расплава.

Проведены исследования температурных зависимостей вязкости сплавов марок ГМ 501 и ГМ 503. Для политерм вязкости этих сплавов, также, как и для ГМ 515, характерен гистерезис.

Нагрев всех образцов ниже некоторой температуры ^ сопровождается монотонным уменьшением вязкости. При этом значения вязкости, полученные при нагреве и охлаждении, совпадают. Отсутствие гистерезиса вязкости свидетельствует о том, что структура расплава при нагреве и охлаждении идентична.

Гистерезис вязкости, а следовательно и различия в структуре расплавов возникают при нагреве образцов выше

Рис. 5. Значения коэрцитивной силы НС и магнитной проницаемости в зависимости от вязкости критической образцов, соответствующих плавок, сразу после

температуры.

На-

плавления

личие гистерезиса подтверждает начальную неравновесность и неоднородность расплава. Ветвь охлаждения у^) соответствует равновесной, гомогенной жидкости.

Значения критических температур для образцов разных сплавов различны. Одной из причин этого отличия является химический состав сплавов. Оказалось, что чем выше содержание в сплавах аморфизующих компонентов, а именно бора и кремния, тем выше критическая температур. Другими словами, критическая температура увеличивается с упрощением химического состава изученых образцов. Это отмечено и для промышленных образцов, где уменьшение содержания легирующих элементов повышает критическую температуру, и для чистых тройных систем, по сравнению с промышленными образцами.

Исследованные промышленные сплавы могут проявлять нестабильность вязкости во времени. Характер этой нестабильности аналогичен наблюдаемой у тройных сплавов системы Со-В-81

В пятой главе представлены результаты исследований плотности и поверхностного натяжения расплавов двойной системы Со-В. Методом лежащей капли были исследованы временные, температурные и концентрационные зависимости плотности ё и поверхностного натяжения ст четырех образцов с содержанием бора 2, 4, 6 и 8 мас.%. Температурный интервал исследований - от 1100 до 1600 °С.

Зависимости плотности и поверхностного натяжения от времени нестабильны. Разброс точек на временной зависимости превышает погрешность эксперимента. Наблюдаемая нестабильность может сохранятся в течении 1,5 часов и более.

Температурные зависимости плотности всех исследованых сплавов линейны. Температурный коэффициент зависимостей поверхностного натяжения всех исследованных сплавов положителен и практически не зависит от их химического состава.

Получены концентрационные зависимости плотности системы Со-В в концентрационном диапазоне 0-8 мас.% В (рис. 6). Добавки бора однозначно

влияют на плотность системы. При увеличении содержания бора плотность сплава уменьшается.

Также получены концентрационные зависимости поверхностного натяжения. На концентрационных зависимостях поверхностного натяжения имеется минимум при Рис. 6. Концентрационные зависимости плотности содержании бора 6 мас.%.

Шестая глава посвящена изучению влияния исходного состояния и условий выплавки на микроструктуру аморфизующихся кобальтовых сплавов в литом состоянии. Для исследования выбраны образцы двух исходных плавок, отличающихся качеством получаемых аморфных лент. Одна плавка характеризуется низкими служебными свойствами (плавка 1), а другая - высокими (плавка 2).

Проведенные исследования кинематической вязкости (у) образцов плавки с низкими свойствами (плавка 1) показали, что после расплавления жидкий металл характеризуется низкими значениями вязкости, т.е. неравновесностью структуры. Нагрев жидкого металла выше критической температуры приводит к появлению гистерезиса свойств.

После завершения измерений вязкости, образцы кристаллизовались со скоростью «40°/мин. Из переплавленных таким образом в установке по измере-

а, г/см3

'1300 °с '1400 °С

N ■1500 °С

О 2 4 € 8 10

%масс. В

нию вязкости образцов, приготавливались шлифы, которые затем исследовались с помощью оптического микроскопа.

Получены фотографии литой структуры образцов плавки 1, нагретых в жидком состоянии до температур ниже и выше критической. Все образцы имеют сложную, близкую к эвтектической структуру. В межосном пространстве выделяются эвтектические фазы разной морфологии. В неперегретом образце первичная фаза имеет большие размеры и неравномерно распределена по сечению шлифа, на фоне многочисленных выделений тройной эвтектики наблюдаются крупные выделения эвтектических интерметаллидных фаз стержневой морфологии.

Нагрев жидкого металла при плавке выше критической температуры, приводит к более равномерному выделению первичной фазы.

Изучен образец другой плавки, которая характеризовалась высокими технологическими и служебными свойствами. По сравнению с первой изученной плавкой, наблюдается измельчение первичной фазы, но укрупнение выделения тройной эвтектики. Крупных выделений стержневой морфологии не наблюдается.

Таким образом формирование равновесного однородного расплава при выплавке позволяет получать литой металл с более благоприятной морфологией.

В седьмой главе представлены исследования влияния работы прибора МТГ-ЗМ на вязкость металлического расплава. Теория торсионных полей (полей кручения) известна в теоретической физике как теория Энштейна-Картана. Однако никаких однозначных экспериментальных подтверждений существования торсионных полей, на настоящий момент нет.

Нам был предоставлен прибор МТГ-ЗМ, который по замыслу его конструкторов является "генератором торсионных полей". Предполагается, что излучаемое торсионное поле должно воздействовать на металлическую жидкость путем влияния на ее спиновую систему и взаимное расположение атомов расплава.

В качестве объекта исследований был выбран промышленный сплав марки ГМ 515. Для изучения влияния прибора МТГ-ЗМ использовались образцы сплава от одной промышленной плавки. Критическая температура исследуемого сплава составила 1600 °С. Использование прибора МТГ-ЗМ позволило снизить критическую температуру до 1500 °С. При нагреве расплава до 1600 °С и выше, использование МТГ-ЗМ не приводило к какому либо изменению политерм.

Было изучено влияние работы прибора МТГ-ЗМ на характер зависимостей вязкости от времени. В ходе изотермической выдержки, на некоторое время («30 мин) включался прибор МТГ-ЗМ. На протяжении всего опыта велись измерения вязкости. Результаты опытов представлены на рис. 7. На участке временной зависимости, где прибор МТГ-ЗМ был включен, степень нестабильности вязкости во времени выше, чем в среднем по всей выдержке. Таким образом полученные результаты противоречивы. С одной стороны, при исследовании температурных зависимостей, использование прибора МТГ-ЗМ приводит к снижению критической температуры, то есть способствует пе- аморфизующегося сплава марки ГМ 515 от времени в реходу расплава к со- ходе изотермической выдержки. Стрелка вниз - мо-стоянию равновесия, мент включения прибора МТГ-ЗМ. Стрелка вверх -С другой стороны, момент выключения

У-Ю'. м2/с 1в

10

9 -.-М- » И-1-1-1-1

40 50 60 70 80 90 100

X, мин

Рис. 7. Зависимость вязкости промышленного

при изучении зависимостей вязкости от времени, воздействие этого прибора приводит к увеличению степени нестабильности вязкости.

Имеет смысл продолжить исследования изменяя различные параметры: режимы работы генератора, применяемые для исследования образцы, температуры при которых проводятся исследования и.т.д. Это позволит сделать более надежные выводы.

ВЫВОДЫ

1. Разработана новая программа для ЭВМ в среде EXCEL на языке VISUAL BASIC. Использование этой программы позволило сделать процесс обработки экспериментальных результатов по вязкости менее трудоемким.

2. Изучены сплавы тройной системы Co-B-Si, а также промышленных сплавов на основе этой системы.

3. Для всех исследованных сплавов характерна нестабильность значений вязкости во времени при изотермической выдержке. Степень нестабильности вязкости во времени уменьшается в ходе изотермической выдержки.

4. Установлено, что степень нестабильности вязкости во времени уменьшается с увеличением температуры.

5. Выявлено, что степень нестабильности зависит от скорости нагрева образца при его плавлении, а также от размеров кусков (степени измельчения) шихты. Чем быстрее при плавлении нагревался образец, тем меньше степень нестабильности. При уменьшении размеров кусков исходной твердой шихты, степень нестабильности вязкости после расплавления уменьшается.

6. Нестабильность вязкости во времени, вероятно связана с сильной неравновесностью расплава. С точки зрения неравновесной термодинамики возможны несколько вариантов обсуждения этой нестабильности.

7. На политермах нагрева v(t) сплавов тройной системы Co-B-Si, обнаружена точка перегиба, что свидетельствует о скачкообразном изменении структуры расплава.

8. Политермы вязкости тройных сплавов Со-В^ характеризуются расхождением кривых нагрева и охлаждения (гистерезисом). Гистерезис проявляется в случае, если перед охлаждением расплав был нагрет до определенной температуры называемой критической ^К). Ветвь охлаждения политермы, при этом, идет выше ветви нагрева, что свидетельствует о большей разупорядочен-ности структуры расплава, после его нагрева до

9. Получены концентрационные зависимости вязкости в интервале составов 2-8 мас% В; 0-8 мас% Бь По результатам этого исследования, методом наименьших квадратов получены уравнения поверхностей у(мас% В, мас% в тройной системе координат.

10. Изученые промышленные образцы марки ГМ 515 имеют разные абсолютные значения вязкости сразу после плавления. Политермы образцов от некоторых плавок характеризуются гистерезисом (расхождением кривых нагрева и охлаждения). Такие образцы имеют наименьшие абсолютные значения вязкости сразу после плавления. Ветвь охлаждения политерм этих образцов, идет выше ветви нагрева. Определена критическая температура, нагрев до которой приводит к появлению гистерезиса на политермах вязкости. Для большинства сплавов марки ГМ 515 критическая температура составляет 1560°С.

11. Выявлено, что наилучшими служебными характеристиками обладает готовая продукция, полученная из плавок, образцы которых обладают максимальной вязкостью после плавления. Гистерезис вязкости у таких образцов отсутствует.

12. На основе полученных данных разработаны рекомендации по совершенствованию температурно-временного режима промышленной плавки, которые позволят получать стабильно высокое качество аморфных лент.

13. Изучены плотность и поверхностное натяжение двойных сплавов системы Со-В. Получены температурные и концентрационные зависимости плотности и поверхностного натяжения. Эти данные позволили уточнить уже имеющиеся справочные данные, а также расширить их для высоких темпера-

тур. Обнаружена нестабильность плотности и поверхностного натяжения во времени при изотермической выдержке.

14. Проведено изучение структуры твердых литых образцов промышленных сплавов марки ГМ 515. Обнаружено, что структура образцов плавок с высокими служебными характеристиками готовой продукции более однородна, чем у образцов от плохих плавок. Структура образцов неудовлетворительных плавок, предварительно переплавленных с применением термовременной обработки, ближе к структуре образцов плавок с высокими служебными характеристиками.

15. Проведено изучение воздействия на вязкость металлического расплава прибора МТХ-ЗМ, который по замыслу его конструкторов является "генератором торсионных полей". Результаты исследования неоднозначны и противоречивы. Однако, в некоторых опытах использование прибора МТГ-ЗМ позволило снизить на 100 °С критическую температуру нагрев до которой приводит к расхождению кривых нагрева и охлаждения на политермах вязкости.

16. Результаты работы приняты к практическому использованию на НПП "Гаммамет", о чем получен акт внедрения.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Получение нанокристаллических материалов с уникальными магнитными свойствами / В.С.Цепелев, В.Я.Белозеров, А.Н.Влох, В.В.Конашков, К.Ю.Шмакова, А.В.Невидимова // Известия вузов. Электроника. №5. 2002 С. 14-16.

2. Влияние температуры нагрева расплава на поверхностные свойства нанокристаллических материалов / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, В.И.Ладьянов, В.В.Конашков. Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей. Екатеринбург: ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ. 2002. С. 187-191.

3. Технология получения нанокристаллических материалов с повышенной магнитной проницаемостью / В.С.Цепелев, В.Я.Белозеров, Г.В.Тягунов, В.В.Конашков, А.Н.Влох. Активная государственная инновационная политика-

основа экономического возрождения России. Тез. докл. второй окружной конф. Екатеринбург. Изд АМБ. 2002. С. 96.

4. Структурно-чувствительные свойства микрокристаллического материала в жидком состоянии / Е.Е.Барышев, В.С.Цепелев, К.Ю.Шмакова, В.В.Конашков. Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей. Екатеринбург. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. С. 183-186.

5. Создание научных основ перспективных технологий получения нанок-ристаллических материалов нового поколения с повышенной магнитной проницаемостью / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, В.В.Вьюхин, В.В.Конашков. Сб. ан-нотац. отч. по проектам регионального конкурса РФФИ Урал за 2002. Екатеринбург. УрО РАН. 2003. С. 131-132.

6. Технология получения нанокристаллических материалов с уникальными магнитными свойствами / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков. Урало-Сибирская научн.-практ.конф.: Сб. тез. докл. Екатеринбург, 2003. С. 206.

7. Плотность и поверхностное натяжение сплавов системы Со-В / В.В.Вьюхин, В.С.Цепелев, В.В.Конашков, А.В.Невидимова. Физические свойства металлов и сплавов.: Сб. тез. докл. Екатеринбург. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. С. 58.

8. Новый эвтектический сплав на основе кобальта с уникальными магнитными характеристиками / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, В.И.Ладьянов, А.Г. Тягу-нов, В.В.Конашков, А.В.Невидимова. Эвтектика VI. Научн. Тр. междунар. конф. Запорожье. Украина, 2003. С. 223-225.

9. The optimization of production technology of nanocrystalline materials with unical magnetic properties / V.S.Tsepelev, B.A. Baum, G.V.Tjagunov, V.Y. Belozerov, V.VKonashkov, A.V. Nevidimova. EUROMAT 2003. Abstracts of Int. Conf, Lausanne, Switzerland, 2003. P. 28.

10. Особенности вязкого течения жидких сплавов кобальта с бором /

B.В.Конашков, В.С.Цепелев, БАБаум, Г.В.Тягунов // Расплавы. 2003. № 3.

C. 9-13.

11. Magnetic circuit with high magnetic permeability / Vladimir Tsepelev, Boris Baum, Gennady Tyagunov, Vladimir Belozerov, Victor Konashkov, Anna Nevidimova // Proceeding of 16 Int. Conf "Soft Magnetic Materials" Dusseldorf, Germany, STAHL & EISEN, 2003. P. 701-706.

12. Совершенствование технологии выплавки аморфизующихся кобальтовых сплавов / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков, Е.Е. Барышев, К.В. Бебенина // Тр. Ш инновационной конф. Екатеринбург, 2004. №5. С. 78-91.

13. Вязкость аморфизующихся расплавов на основе кобальта / В.В.Конашков, В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, К.Ю.Шмакова, Е.Е.Барышев // Расплавы.-2004. №5. С. 78-91.

14. The investigation ofkinematic viscosity of liquid cobalt-based alloys / B.A. Baum, G.V.Tyagunov, V.S.Tsepelev, V.Y. Belozerov, E.E. Baryshev, V.V.Konashkov // Proceeding of Third Int. Conf. on Mathematical Modeling and Computer Simulation of Material Technologies. MMT 2004, Israel, Ariel. 2004. P. 85-94.

15. Кинематическая вязкость аморфизующихся кобальтовых расплавов / К.Ю.Шмакова, Б.А.Баум, В.В.Конашков, В.С.Цепелев, В.Я.Белозеров, Ю.Н.Стародубцев // Тр. XI Российской конф. "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов". Екатеринбург - Челябинск. Изд. ЮурГУ, 2004. Т.2. С. 178-181.

16. Влияние бора и кремния на вязкость аморфизующихся расплавов / В.В.Конашков, В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов, В.В.Вьюхин // Тр. XI Российской конф. "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов". Екатеринбург - Челябинск. Изд. ЮурГУ, 2004. Т.2. С. 181-184.

17. Взаимосвязь свойств металлического расплава и служебных характеристик аморфных образцов / В.В.Конашков, В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов // Труды XI Российской конф. "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов". Екатеринбург - Челябинск. Изд. ЮурГУ, 2004. Т.4.С. 25-29.

18. Снижение температуры выплавки аморфизующихся кобальтовых сплавов в индукционной печи за счет воздействия торсионного поля / В.С.Цепелев, А.Е.Акимов, Г.В.Тягунов, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков, Е.Е.Барышев, Б.А.Баум // Тр. XII Междунар. конф. "Современные проблемы электрометаллургии стали". Челябинск. Изд. ЮурГУ. 2004. С. 168-171.

19. Подготовка к разливке аморфизующихся кобальтовых расплавов / Г.В.Тягунов, В.С.Цепелев, В.В.Конашков, К.Ю.Шмакова, Е.Е.Барышев, БАБаум // Электрометаллургия, 2004. №11. С. 29-35.

20. Высокие технологии получения нанокристаллических магнитопрово-дов с уникальными магнитными свойствами / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков, Д.Ю.Братушев // Тр. Ш Междунар. научн.-практ. конф. "На передовых рубежах науки и инженерного творчества". Екатеринбург, 2004. С. 49-52.

21. Моделирование взаимосвязи структурно-фазовых состояний аморфи-зующихся сплавов на основе кобальта с магнитными характеристиками тороидальных магнитопроводов / В.С.Цепелев, В.В.Конашков, Б.АБаум, Г.В.Тягунов, В.Я.Белозеров, Д.Ю.Братушев // Тр. научн.-практ. конф. материа-ловедческих обществ России "Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование". М.: МИФИ, 2004.-С. 69-70.

Подписано в печать 18.01.2005г. Заказ 9

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, г.Екатеринбург, ул Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Современные представления о строении металлических расплавов

1.2. Равновесное и неравновесное состояние. Термовременная обработка

1.3. Структура жидкостей. Дифракционные методы исследования жидкостей

1.4. Вязкость. Теории вязкого течения

1.5. Аморфные сплавы

1.6. Неравновесные термодинамические системы

1.7. Особенности зависимостей структурно-чувствительных свойств металлических жидкостей

1.8. Выводы обзора и постановка задачи исследования

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Методы измерения вязкости

2.2. Измерение кинематической вязкости методом крутильных колебаний тигля с расплавом

2.3. Конструкция вискозиметра

2.4. Оценка погрешностей измерений

2.5. Выводы

3. ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СПЛАВОВ ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ Co-B-Si

3.1. План исследований тройной системы Co-B-Si. Подготовка и аттестация образцов

3.2. Изучение зависимостей вязкости от времени

3.2.1. Нестабильность значений вязкости во времени

Актуальность работы. В современной промышленной практике задача выплавки металлов и сплавов часто рассматривается лишь как получение заданного химического состава. При этом, давно известно, что свойства готового металла связаны с исходными шихтовыми материалами и способом производства. Твердые металлические образцы практически одинакового химического состава при аналогичной термообработке могут иметь разные показатели качества. Причинами этого часто считают неконтролируемые примеси и непостоянство параметров технологического процесса. Такое объяснение не является полным. Исследования показывают, что во многих случаях качество металлопродукции зависит от обработки жидкого металла перед разливкой, причем без изменения его химического состава/1,102/.

Появилось новое прикладное направление - разработка рекомендаций по подготовке расплава, то есть по его переводу в состояние равновесия. Разработка таких рекомендаций для промышленных сплавов типа ГМ 515 является главной прикладной задачей данной работы.

Математическое моделирование металлических жидкостей, особенно многокомпонентных и слабо перегретых над температурой плавления, связано с большими трудностями. В некоторых случаях пока не удается с помощью какой либо модели рассчитать важные особенности зависимостей свойств жидкостей (например нестабильность вязкости во времени или гистерезис). Кроме того, справочные данные о свойствах различных металлов и сплавов в жидком состоянии необходимы для выбора оптимальных технологических параметров в промышленности, а также и для дальнейшего совершенствования математических моделей жидкостей. Поэтому важно накапливать и обобщать экспериментальные данные о различных металлических системах.

Объект исследования - аморфизующиеся сплавы на основе кобальта. На-нокристаллические ленты из этих сплавов являются магнитомягким материалом нового поколения с уникальными свойствами /2/. Такие ленты используются для изготовления магнитопроводов, применяемых в электротехнике и электронике.

Технология изготовления нанокристаллических лент предполагает быструю закалку жидкости с получением твердого аморфного состояния. Последующий отжиг формирует кристаллические участки (включения) размером 20 нм внутри аморфной матрицы /2/. Поскольку твердое аморфное состояние можно рассматривать как мгновенную "фотографию" жидкости, все структурные особенности жидкости практически напрямую передаются твердому металлу. Таким образом, для рассматриваемых сплавов подготовка расплава имеет большое значение.

Основное изучаемое свойство - кинематическая вязкость. Это одно из наиболее информативных структурно-чувствительных свойств металлических расплавов. Изучены временные и температурные зависимости вязкости.

Цель работы. Экспериментальное изучение временных, температурных и концентрационных зависимостей вязкости сплавов тройной системы Co-B-Si. Анализ полученных данных с целью углубления представлений о структурных изменениях, происходящих в расплаве при изотермических выдержках и изменениях температуры.

Изучение температурных и временных зависимостей вязкости промышленных образцов с разными показателями качества. Выявление взаимосвязи между служебными характеристиками твердых образцов и вязкостью расплава. Разработка на основе полученных данных рекомендаций по подготовке расплава перед разливкой (режима термовременной обработки расплава ТВО).

Научная новизна. Изучена концентрационная зависимость вязкости сплавов системы Со-В и Co-B-Si в интервале концентраций 2-8 мас.% В, 0-8 мас.% Si. Установлено, что увеличение содержания бора и кремния в основном увеличивает вязкость расплава.

Подробно изучены временные зависимости вязкости сплавов системы Со-В и Co-B-Si при различных концентрациях бора и кремния. Обнаружена нестабильность вязкости во времени при изотермической выдержке. Изучено влияние длительности выдержек и изменений температуры на характер нестабильности. Выявлено, что кроме длительности выдержек и изменений температуры на нестабильность значений вязкости во времени могут влиять скорость нагрева образца при его плавлении, а также степень измельчения исходных материалов образца.

Изучены температурные зависимости вязкости сплавов системы Co-B-Si. Обнаружено, что политермы имеют расхождение кривых нагрева и охлаждения (гистерезис) в случае нагрева расплава выше определенной температуры, называемой критической.

Изучена вязкость промышленных сплавов типа ГМ 515 на основе кобальта. Выявлена взаимосвязь между абсолютными значениями вязкости образцов сразу после плавления и показателей качества готовой продукции, полученной из соответствующих образцов.

Изучены температурные зависимости вязкости промышленных сплавов типа ГМ 515 на основе кобальта. Обнаружена взаимосвязь между характером политерм (наличием гистерезиса) и показателей качества готовой продукции, полученной из соответствующих образцов.

Изучены временные зависимости вязкости промышленных сплавов, а также влияние длительности выдержек и изменений температуры на характер нестабильности.

Практическая ценность. На основе анализа полученных результатов был определен оптимальный температурно-временной режим выплавки для изученных промышленных сплавов. Выработаны рекомендации для производства по подготовке расплава к разливке, которые позволяют получать стабильно высокое качество аморфных лент.

Практические рекомендации по совершенствованию подготовки расплава перед спиннингованием использованы при производстве магнитопроводов из нанокристаллического сплава типа ГМ 515 на НПП "Гаммамет", о чем полуен акт внедрения.

Автор защищает:

- результаты исследований временных, температурных и концентрационных зависимостей вязкости тройной системы Co-B-Si;

- взаимосвязь служебных характеристик промышленных образцов готовой продукции в твердом состоянии с вязкостью и характером ее изменения в жидком;

- рекомендации по термовременной обработке промышленных расплавов, позволяющие улучшить качество аморфных лент, а также повысить стабильность качества от плавки к плавке.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Разработана новая программа для ЭВМ в среде EXCEL на языке VISUAL BASIC. Использование этой новой программы позволило несколько уменьшить объем работы по вводу информации, значительно снизить потери времени при ошибке оператора, а также ликвидировать некоторые вспомогательные операции при обработке экспериментальных результатов по определению вязкости.

2. Для всех исследованных сплавов характерна нестабильность значений кинематической вязкости во времени при изотермической выдержке. Степень этой нестабильность вязкости во времени постепенно уменьшается в ходе длительной изотермической выдержки.

3. Степень нестабильности вязкости во времени зависит от температуры. Чем выше температура, тем степень нестабильности меньше (при прочих равных условиях). При достижении некоторой температуры (tcT) нестабильность вязкости полностью исчезает (разброс точек становится соизмерим с погрешностью эксперимента). Температура стабилизации зависит от химического состава сплава.

4. Выявлено, что степень нестабильности зависит от скорости нагрева образца при его плавлении, а также от размеров кусков (степени измельчения) шихты. Чем быстрее при плавлении нагревался образец, тем меньше степень нестабильности получаемого расплава (при прочих равных условиях). При уменьшении размеров кусков исходной твердой шихты (при ее измельчении), степень нестабильности вязкости после расплавления уменьшается.

5. Исследованы температурные зависимости вязкости тройных сплавов системы Co-B-Si. На политермах v(t) нагрева обнаружена точка перегиба. При этом изменяются энергия активации и другие характеристики элементарного акта вязкого течения, что свидетельствует о скачкообразном изменении структуры расплава.

6. Политермы вязкости тройных сплавов Co-B-Si характеризуются расхождением кривых нагрева и охлаждения (гистерезисом). Гистерезис проявляется в случае, если перед охлаждением расплав был нагрет до определенной температуры, называемой критической (tic). Ветвь охлаждения политермы, при этом, идет выше ветви нагрева, что свидетельствует о большей разупорядочен-ности структуры расплава, после его нагрева до tic. Критическая температура зависит от химического состава сплава.

7. Проведена серия экспериментов по измерению вязкости с использованием образцов четырнадцати различных составов. Это позволило получить концентрационные зависимости вязкости в интервале составов 2-8 мас.%В; 0-8 Mac.%Si. По результатам этого исследования, методом наименьших квадратов получены уравнения поверхностей v(%B, %Si) в тройной системе координат.

8. Проведено исследование промышленных образцов аморфизующихся сплавов на основе системы Co-B-Si. Изучены временные и температурные зависимости кинематической вязкости специально отобранной на Hi 111 "Гамма-мет" серии образцов с разными показателями качества полученных из соответствующих плавок аморфных лент.

9. Исследованные промышленные образцы марки ГМ 515 имеют разные абсолютные значения вязкости сразу после плавления. Политермы образцов от некоторых плавок характеризуются гистерезисом (расхождением кривых нагрева и охлаждения), кроме того, именно эти образцы имеют наименьшие абсолютные значения вязкости сразу после плавления. Ветвь охлаждения политерм промышленных образцов, характеризуемых гистерезисом вязкости, идет выше ветви нагрева. Определена критическая температура, нагрев до которой приводит к появлению гистерезиса на политермах вязкости. Для сплавов марки ГМ 515 критическая температура составляет 1560 °С.

10. Установлено, что гистерезис вязкости характерен для образцов плавок с наихудшими служебными характеристиками готовой продукции, полученной из них.

11. Построен график зависимости служебных характеристик в зависимости от абсолютных значений вязкости образцов, соответствующих плавок, сразу после плавления при одинаковой температуре. Выявлено, что наилучшими служебными характеристиками обладает готовая продукция, полученная из плавок, образцы которых обладают максимальной вязкостью после плавления.

12. На основе полученных данных разработаны рекомендации по совершенствованию температурно-временного режима промышленной плавки, которые позволят получать стабильно высокое качество аморфных лент.

13. Изучены зависимости вязкости промышленных образцов от времени. Характер временных и температурно-временных зависимостей вязкости промышленных образцов аналогичен с модельными тройными системами - характерно уменьшение степени нестабильности со временем в ходе длительной изотермической выдержки и уменьшение степени нестабильности при повышении температуры.

14. Проведены исследования плотности и поверхностного натяжения двойных сплавов системы Со-В. Получены температурные и концентрационные зависимости плотности и поверхностного натяжения. Эти данные позволили уточнить уже имеющиеся справочные данные, а также расширить их для высоких температур.

15. Выявлена нестабильность плотности и поверхностного натяжения во времени при изотермической выдержке.

16. Проведены исследования структуры твердых литых образцов промышленных сплавов марки ГМ 515. Эти исследования показали, что структура образцов плавок с высокими служебными характеристиками готовой продукции более однородна, чем у образцов от плохих плавок. Структура образцов плохих плавок, предварительно переплавленных с применением термовременной обработки, ближе к структуре образцов плавок с высокими служебными характеристиками готовой продукции.

17. Проведено исследование воздействия на вязкость металлического расплава работы прибора МТГ-ЗМ, который по замыслу его конструкторов является "генератором торсионных полей". Торсионные поля, это физические поля, существование которых обосновано теоретически, однако надежных экспериментальных данных об их свойствах нет. Результаты исследования неоднозначны и противоречивы. Однако, в некоторых опытах использование прибора МТГ-ЗМ позволило снизить на 100 °С критическую температуру (tic), нагрев до которой приводит к расхождению кривых нагрева и охлаждения на политермах вязкости

18. По результатам работы сделаны рекомендации по совершенствованию технологии выплавки сплавов ГМ 515 на НПП "Гаммамет". Получен акт внедрения.

Автор глубоко признателен профессору Бауму Б.А. за ценные замечания и помощь в подготовке данной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная диссертационная работа посвящена исследованию временных, температурных и концентрационных зависимостей кинематической вязкости жидких тройных сплавов системы Co-B-Si, и промышленных аморфизую-щихся сплавов на основе этой системы. На основе проведенных исследований разработаны практические рекомендации по совершенствованию температур-но-временных режимов выплавки и разливки промышленных сплавов марки ГМ 515.

1. Б.А.Баум, Г.А.Хасин, Г.В.Тягунов, Е.А.Клименков, Ю.А. Базин, Л.В. Коваленко, В.Б.Михайлов, Г.А.Распопова / Жидкая сталь. М.Металлургия, 1984. 208 с.

2. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. Екатеринбург. Издательство Уральского университета, 2002. 384 с.

3. Попель С.И., Спиридонов М.А., Масленников Ю.И. Строение жидких металлов // Сталь. 1981, №9. С. 27-30.

4. Жукова Л.А., Попель С.И. Классификация металлических расплавов // Расплавы. 1990. №4. С. 29-32.

5. Жукова Л.А. Связь строения расплавов со среднеквадратическими смещениями атомов в ГЦК металлах вблизи точки плавления // Расплавы. 1995. №2. С. 95-99.

6. Попель С.И., Спиридонов М.А., Жукова Л.А. Атомное упорядочение в расплавленных и атомных металлах. Екатеринбург.: Изд. УГТУ, 1997. 384 с.

7. Жукова Л.А., Жуков А.А. Описание микронеоднородного строения расплавов простых металлических эвтектик с использованием модели монодисперсной эмульсии // Металлы. 1999. №3. С. 38-42.

8. Дерябин В.А., Попель С.И., Дерябин А.А. Капиллярные силы сцепления твердых частиц оксидными прослойками в металлических расплавах // Расплавы 1990. №2. С. 3-10.

9. Ватолин Н.А., Пастухов Э.А. Дифракционные исследования высокотемпературных расплавов. -М.: Наука, 1980. 188 с.

10. Новохатский И.А., Кисунько В.З., Ладьянов В.И. Особенности проявления различных типов структурных превращений в металлических расплавах // Известия Вузов. Черная металлургия. 1985. №9. С. 1-9.

11. Ивахненко И.С. Современные представления о структуре металлических расплавов // Сталь. 1981. №9. С. 27-30.

12. Убеллоде А.Р. Расплавленное состояние вещества. М. Металлургия, 1982. 375 с.

13. Филипов Е.С. Доказательства кластерообразования и переходов в жидких металлах и сплавах // Известия Вузов. Черная металлургия. 1985. №7. С. 26-30.

14. Романова А.В. Структура реальных металлов.-Киев, 1988. 210 с.

15. Ватолин Н.А. Влияние ближнего порядка жидких сплавов на структуру и свойства металлов в твердом состоянии // Расплавы. 1992. №1. С. 3-12.

16. Баум Б.А. О взаимосвязи жидкого и твердого металлических состояний //Расплавы. 1988. Т.2. №2. С. 19-32.

17. Б.А.Баум, Г.В.Тягунов, Е.Е.Барышев, B.C. Цепелев. Равновесные и неравновесные состояния металлических расплавов. Фундаментальные исследования физикохимии металлических расплавов. М.:ИКЦ "Академкнига", 2002. С. 214-228.

18. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей. М: Высшая школа, 1971.256 с.

19. Физика простых жидкостей / Под ред. Темперли Г. и др. М.: Мир, т.1, 1971.308 е.; т.2, 1973.400 с.

20. Дутчак Я.И. Рентгенография жидких металлов. Львов: Вшца школа, 1977. 162 с.

21. Гельд П.В., Баум Б.А., Петрушевский М.С. Расплавы ферросплавного производства. М.: Металлургия, 1973. 288 с.

22. Еланский Г.Н., Кудрин В.А. Строение и свойства жидкого металла. М.: Металлургия, 1983. 200 с.

23. Попель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.Н. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1986. 463 с.

24. Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. М.: Техиздат, 1955. 220 с.

25. Вертман А.А., Самарин A.M. Методы исследования свойств металлических расплавов. М.: Металлургия, 1978. 198 с.

26. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967. 797 с.

27. Баум Б.А. Металлические жидкости. М.:Наука, 1979. 120 с.

28. Курнаков И.С., Жемчужный С.Ф. // ЖРХО. 1912. №1. С. 44

29. Э.Э.Шпильрайн, В.А.Фомин, С.И.Сковородько и др. Исследование вязкости жидких металлов. М.гНаука, 1983. 244 с.

30. Получение нанокристаллических материалов с уникальными магнит-ны-ми свойствами. / В.С.Цепелев, В.Я.Белозеров, А.Н.Влох, В.В.Конашков, К.Ю.Шмакова, А.В.Невидимова // Известия вузов. Электроника. №5. 2002. С. 13-16

31. Влияние температуры нагрева расплава на поверхностные свойства нанокристаллических материалов. / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, В.И.Ладьянов, В.В.Конашков Физические свойства металлов и сплавов: Сб. статей. Екатеринбург: ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ, 2002, С. 187-191.

32. Особенности вязкого течения жидких сплавов кобальта с бором. /

33. B.В.Конашков, В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов // Расплавы 2003 № 3,1. C. 9-13.

34. Magnetic circuit with high magnetic permeability / Vladimir Tsepelev, Boris Baum, Gennady Tyagunov, Vladimir Belozerov, Victor Konashkov, Anna Nevidimova // Proceeding of 16 Int. Conf. Dusseldorf, Germany, STAHL & EISEN.-2003. P. 701-706.

35. Вязкость аморфизующихся расплавов на основе кобальта / В.В.Конашков, В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, К.Ю.Шмакова, Е.Е.Барышев // Расплавы. 2004. №5. С. 78-91.

36. Взаимосвязь свойств металлического расплава и служебных характеристик аморфных образцов / В.В.Конашков, В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов // Тез докл XI Российской конф. "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов"

37. The investigation of kinematic viscosity of liquid cobalt-based alloys / B.A. Baum, G.V.Tyagunov, V.S.Tsepelev, V.Y.Belozerov, E.E. Baryshev,

38. V.V.Konashkov // Proceeding of Third Int. Conf. on Mathematical Modeling and Computer Simulation of Material Technologies. MMT 2004, Israel, Ariel. 2004. P. 85-94.

39. Andrade E.N. // Philosofical Magazine. 1934. V.17. P. 497-498.

40. Физика простых жидкостей / Под. Ред. Темперли Г. и др. М.:Мир, 1971. Т.1. 308 е.; 1973. Т.2. 400 с.

41. Боголюбов Н.Н. Проблемы динамической теории в статистической физике. М.:Госгортехиздат, 1946. 119 с.

42. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей. М.:Физматгиз, 1961.280 с.

43. Gascell Т., March N.M. Electronic momentum distribution in liquid metals and long-range oscillatory interaction between ions // Phys. Lett. 1963. V.7. №3. P. 169.

44. Waseda Y., Suzuki K. Numerical solution of Born-Green equation for pair potential // Phys. Stat. Solidi (B). 1971. V.47. P. 203-210.

45. Faber Т.Е. An introdaction for thr theory of liquid metals // Cambridge :Univ.Press. 1972. P. 587.

46. Красный Ю.П., Швец B.T. Электронный вклад в вязкость жидких металлов. //УФЖ. 1976. Т.21. №4. С. 679-680.

47. Корсунский A.M., Кочетков Г.М. Соотношение между вязкостью и электропроводностью для некоторых жидких металлов. // ФММ. 1971. Т.32. С. 132-179.

48. Корсунский A.M., Бондарева А.Г. Теория слабосвязанных электронов и вязкость расплавленных германия и кремния. // ЖФХ. 1973. Т.47. №11. С. 2762-2764.

49. Amorphous metallic alloys / Ed. F.E. Luborsky. L.: Butterworths, 1983. 530 c.

50. Rapidly Quenched Metals 5RQM: Proc. 5th Internat. Conf. / Ed. H. War-limont, S. Steed. - Amsterdam: North-Holland Publ., 1985. P.

51. J. Physique, 1980. V. 41. Suppl. С 8.

52. JEEE Trans. Magn., 1982, V. 18. P.

53. Mooijani K., Coey J. M. D. Magnetic Glases. Amsterdam Oxford - N-Y -Tokyo: Elsevier Sci Publ., 1984. P. 391-421.

54. Boll R., Hilzinger H.R., Warlimont H. The Magnetic, Chemical and Structural Properties of Glassy Metallic Alloys / Ed. R.Hasegawa. Boca Raton: CRS Press, 1983. P. 183-201.

55. Luborsky F.E. Proc. NATO Conf. On Glases / Ed. P. Pradel. Hagye: Mar-tinus NijhofFPubl., 1983. P. 101-110.

56. Метастабильные и неравновесные сплавы. Ю.В.Ефимов, Г. Варли-монт, Г.Г.Мухин, Н. Русович, М.В.Глазов, В.Н.Дмитриев, Г.Р.Хильцингер М.: Металлургия, 1988. 383 с.

57. Amorphous metallic alloys / Ed. F. E. Luborsky. L.: Butterworths, 1983.530 c.

58. Аморфные сплавы. А.И.Манохин, Б.С.Митин, В.А.Васильев, В.А.Ревякин М.: Металлургия, 1984. 160 с.

59. Дэвис Х.А. Образование аморфных сплавов. Аморфные металлические сплавы. М.:Металлургия, 1987. С. 16-37.

60. Физико-химические основы получения сверхпроводящих материалов / Е.М. Савицкий, Ю.В. Ефимов, Я.И. Кружляк и др. М.: Металлургия, 1981. 479 с.

61. Jones Н. Rapid Solidification of Metals and Alloys. L.: Northway House, 1982. 168 c.

62. Z. f. Metallkunde, 1972. Bd. 63.

63. Ruhl R.C. /Mat. Sci. Eng., 1967. V. l.P. 113-320.

64. Либерманн Х.Х. Приготовление образцов: различные методы и описание способов закалки из расплава. Аморфные металлические сплавы. М.Металлургия, 1987. С. 38-52.

65. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. М.: Металлургия, 1987. 328 с.

66. Continuos casting method for metallic strips / M.C.Narasimhan: Пат. 4142571 США, (1979)

67. Continuos casting method for metallic amorphous strips / M.C.Narasimhan: Пат. 4221257 США, (1980)

68. Пригожин И.Р., Дефей Р. Химическая термодинамика / Под ред. В.М. Михайлова. Новосибирск: Наука. 1966. 510 с.

69. Де Донде Т., Ван-Риссельберг П. Термодинамическая теория сродства / Пер. с англ. М.:Металлургия, 1984. 136 с.

70. Ланда П.С., Заикин А.А. Неравновесные шумоиндуцированные фазовые переходы в простых системах // ЖЭТФ. 1997. T.l 11.№1. С. 358-363.

71. Влияние релаксации структуры на транспортные свойства борсилика-тов Н.Ю.Коптелова, А.И.Сотников, АН.Ватолин, И.К.Блануца // Расплавы. 2003. №6. С. 20-27.

72. Вязкость и диаграмма состояния системы железо-ниобий Н.В.Корчемкина, Н.А.Ватолин, В.Л.Лисин, К.Ю.Шуняев, В.П.Ченцов // Расплавы. 2002. №5. С. 3-10.

73. ПопельП.С., Демина Е.А., Демин С.Е. Тепловые эффекты микрорасслоения при образовании расплавов Sn-Pb и Al-Si. Теплофизика высоких температур. 1987. 25. №4. С. 671-676.

74. Ладьянов В.И., Логунов С.В., Пахомов С.В. Об осциллирующих релаксационных процессах в неравновесных металлических расплавах после плавления//Металлы. 1998. №5. С. 20-23.

75. Васин М.Г., Ладьянов В.И., Бовин В.П. Статистическое моделирование процессов релаксации в расплавах с двумя конкурирующими типами ближнего порядка//Расплавы. 1999. №3. С. 89-93.

76. Васин М.Г., Ладьянов В.И., Бовин В.П. О механизме немонотонных релаксационных процессов в металлических расплавах // Металлы 2000. №5. С. 27-32.

77. О структурном переходе и временной нестабильности в жидком кобальте В.И.Ладьянов, А.Л.Бельтюков, Л.В.Камаева, К.Г.Тронин, М.Г.Васин. // Расплавы 2003. №1. С. 32-39.

78. Ладьянов В.И., Бельттоков А.Л. О возможности структурного перехода в жидкой меди вблизи температуры плавления // ЖЭТФ. 2000. Т.71. №2. С. 128-131.

79. О структурном переходе в жидком кобальте В.И. Ладьянов, А.Л. Бельпоков, К.Г. Тронин, Л.В. Камаева. // ЖЭТФ. 2000. Т.72. №6. С. 436-439.

80. О возможности образования метастабильной фазы в сплавах системы Ni-B и влияние температуры исходного расплава на ее стабильность В.А. Волков, В.И.Ладьянов, А.В.Зайцев, С.А.Ерочкина, Л.Ю.Волкова // Расплавы. 2000. №1. С. 26-30.

81. О структуре ближнего порядка в жидких железе, кобальте и никеле / Е.А.Клименков, П.В.Гельд, Б.А.Баум, Ю.А.Базин. Докл. АН СССР. 1976. Т.230. №34. С. 71-73.

82. Павлов В.В. Твердоподобные свойства расплавов. Тез. 2-й Всесоюзной школы-семинара "Взаимосвязь жидкого и твердого металлических состояний." Сочи. 1991. С. 58-62.

83. Швидковский Е.Г. Исследование по вязкости металлов. Автореферат дисс. д-ра физ. мат. наук. М., МГУ, 1953. 250 с.

84. Швидковский Е.Г., Горяга Г.И. Вязкость переохлажденного олова. Вестник МГУ. Сер. физ. мат. и естеств. наук, 1953, №9, С. 63-64.

85. Hopkins M.R., Toye Т.С. The determination of the viscosity of molten metals. Proc. Phys. Soc., L., 1950, Vol. B63, P. 773-782.

86. Toye T.C., Jones E.R., Physical properties of certain liquid binary alloys of tin and zinc. Proc. Phys.Soc., L., 1958, vol. 71, P. 88-97.

87. Reeves R.D., Janz G.J. Theoretical principles of the oscillating hollow cylinder method. Trans. Faraday. Soc., 1965, vol.61. P. 10.

88. Установка для измерения кинематической вязкости металлических расплавов / Г.В.Тягунов, В.С.Цепелев, М.Н.Кушнир, Г.Н.Яковлев // Заводская лаборатория. 1980. С. 919-920.

89. ГОСТ 8.011-72. Показатели точности измерений и форма представления результатов измерений. М.:Переиздат, 1981.

90. ГОСТ 16263-70. Метрология, термины и определения. М.:Переиздат,1982.

91. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. М.:Переиздат, 1981.

92. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.:Энергия, 1978. 196 с.

93. Ладьянов В.И., Новохатский И.А., Логунов С.В. Статистико-вероятностный анализ и возможности метода визкозиметрии для исследования структурных превращений в жидких металлах. // Расплавы. 1996. №1. С. 93-104.

94. О колебательном характере процесса релаксаций неравновесных металлических расплавов / Баум Б.А., Игошин И.Н., Шульгин Д.Б. и др. // Расплавы. 1988.

95. Физический Энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М.Прохоров. М.:Сов. энциклопедия, 1983. 928 с.

96. Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках / Пер. с англ. Под ред. Ю.Л. Климонтовича. М.:Наука, 1985. 327 с.

97. Эбелинг В. Образований структур при необратимых процессах. М.:Мир, 1979. 279 с.

98. Осипов А.И. Самоорганизация и хаос. М.:3нание, 1986. сер. Физика, №7. 64 с.

99. Жаботинский A.M. Концентрационные автоколебания. М.:Наука, 1974. 154 с.

100. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. М.:Химия, 1975.584 с.

101. Шелепин JI.A. Вдали от равновесия. М.:3нание, 1987. 128 с.

102. Баум Б.А. Тягунов Г.В., Хасин Г.А. Вязкостные свойства расплавленных сталей // Физико-химические основы производства стали. М.: Наука, 1971. С. 547-551.

103. Ершов Г.С., Касаткин А.А. Влияние легирующих элементов на вязкость жидкого железа и стали // Известия вузов. Черная металлургия. 1976. №4. С. 141-146.

104. Изменение вязкостных характеристик жидкой стали в процессе вне-печной обработки / П.П.Арсентьев, Ю.А.Аникин, Г.М. Чурсин, К.К.Жданович, Г.Ф.Яковенко, Е.П.Упшинский // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. №11. С. 9-12.

105. О колебательном характере процесса релаксации неравновесных металлических расплавов./ Баум Б.А., Игошин И.Н., Шульгин Д.Б., Булер Т.П., Базин Ю.А., Гущин B.C., Третьякова Е.Е., Матвеев В.М., Ровбо М.В. // Расплавы. 1988. Т.2. №5. С. 102

106. Колотухин Э.В., Попель П.С., Цепелев B.C. Электросопротивление расплавов системы кобальт-бор и оценка масштаба их микронеоднородности // Расплавы. 1988. Т.2, вып. 3. С. 25-29.

107. Плавление магнийсодержащих модификаторов в жидком чугуне / А.Л.Завьялов, А.В. Некрасов, Г.Э.Саржевеладзе, А.С.Носков, В.И.Жучков, Д.И.Сагинадзе//Расплавы, 1992. №6. С. 15-19.

108. Изучение теплофизических характеристик ферросплавов / О.Ю.Шешуков, В.И.Жучков, В.Ф.Мысик, С.Г.Братчиков // Расплавы, 1997. №5. С. 38-41.

109. Замятин В.М., Топчий А.Л., Базин Ю.А. Изломы на политермах плотности и поверхностного натяжения, как следствие структурных превращений в металлических расплавах // Адгезия и контактное взаимодействие расплавов. Киев.:Наукова думка, 1988. С. 44-47.

110. Пути улучшения качества сталей и сплавов / С.Л.Чистяков, Ю.Г.Гуревич, С.К.Филатов, А.И.Строганов, Е.Д.Мохир. Челябинск, ЮжноУральское изд. 1974. 141 с.

111. Строение жидких сплавов и технология их получения / Б.А.Баум, Е.А.Клименков, Г.В.Тягунов, В.С.Цепелев, В.Б.Михайлов. Сталь // 1981. №10. С. 23-27.

112. Влияние температурно-временного режима выплавки на повышение качества стали / Г.А.Хасин, Г.В.Тягунов, В.Б.Михайлов, Б.А.Баум, С.М.Крылов // Сталь. 1978. №9. С. 814-817.

113. Ватолин Н.А., Пастухов Э.А., Керн Э.Н. Структура жидкого железа // Докл. АН СССР. 1974. Т.217. №1. С. 127-130.

114. Влияние технологических операций на свойства стали 08Х20Н9Г7Т в жидком и твердом состояниях. / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Е.Е.Третьякова,

115. Л.В.Говорухин, В.И.Лапин, В.М.Кунгуров // В кн.: Физические свойства металлов и сплавов. Вып.4. Межвузовский сб. Свердловск, изд.УПИ, 1983. С. 94-98.

116. Роль температурного режима выплавки в формировании свойств нержавеющей стали 08Х20Н9Г7Т / В.М.Кунгуров, В.И.Лапин, К.К.Жданович,

117. B.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, В.М.Рябчиков, В.Л.Шарафутдинов. Передовой производственно-технический опыт: Отраслевой сборник. М.:1984. №12.1. C. 10-12.

118. Нижниковская П.Ф. Закономерности структурообразования в быстрорежущих сталях при кристаллизации, тепловой обработке и деформации // В кн.: Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа. Днепропетровск, 1979. С.18-21.

119. Свойства жидкой стали Р6М5. Сообщение 1. / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, В.Б.Михайлов, Л.В.Говорухин, В.М.Кунгуров, И.М.Мураховский, В.И.Лапин // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. №6. С. 30-33.

120. Скаков Ю.А., Крапошин B.C. Итоги науки и техники, серия Металловедение и термическая обработка. М.:Изд. ВИНИТИ. 1980. Т.8. №1. С. 3-33.

121. Uhlmann D.R. // Journal Non-Ciyst. Solids. 1972. V.7. №4. P. 337-348.

122. Мирошниченко И.С. Закалка из жидкого состояния. М.:Металлургия. 1982. 168 с.

123. Cahn R.W. // Contemporary physics. 1980. V.21. №1. Р.43-75.

124. Молотилов Б.В., Прокошин А.Ф., Давыдов Н.М. Металловедение и термическая обработка. 1981. Вып. 2. 44 с.

125. Gillmann J.J. // Journal Appl. Phys. 1973. V.44. №2. P. 675-679.

126. SpaepenF. //Journal Non-Crystal. Solids. 1978. V.91. №2. P. 207-221.

127. Chen H.S., Chuang S.Y. // Phys. Stat. Solidi (a). 1974. V.25. №2. P. 581-584.

128. Оптимизация подготовки расплава перед аморфизацией / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Б.М.Кулешов, Е.Е.Третьякова, Г.В.Тягунов // Сталь. 1993. №12. С. 54-59.

129. Новохатский И.А., Ладьянов В.И., Каверин Ю.Ф. Модельное описание микронеоднородности металлических расплавов и получаемых из них стекловидных фаз // Изв. АН СССР. Металлы. 1986. №6. С. 25.

130. Ладьянов В.И., Новохатский И.А., Логунов С.В. Оценка времени жизни кластеров в жидких металлах // Металлы. 1995. №2. С.13.

131. Шипов Г.И. Теория физического вакуума. М.:Наука, 1997. 450 с.

132. Акимов А.А., Тарасенко В.Я. Модели поляризованных состояний физического вакуума и торсионные поля // Известия вузов. Физика, 1992. №3. С. 13-22.

133. Совершенствование технологии выплавки аморфизующихся кобальтовых сплавов / В.С.Цепелев, Г.В.Тягунов, Б.А.Баум, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков, Е.Е. Барышев, К.В. Бебенина // Материалы III инновационной конференции. Екатеринбург. 2004. №5. С.78-91.

134. Подготовка к разливке аморфизующихся кобальтовых расплавов / Г.В.Тягунов, В.С.Цепелев, В.В.Конашков, К.Ю.Шмакова, Е.Е.Барышев, Б.А.Баум // Электрометаллургия. 2004. №11. С. 29-35.

135. Структурно-чувствительные свойства микрокристаллического материала в жидком состоянии / Е.Е.Барышев, B.C. Цепелев, К.Ю.Шмакова, В.В.Конашков. Физические свойства металлов и сплавов. Сб. Статей. Екатеринбург. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. С. 183-186.

136. Технология получения нанокристаллических материалов с уникальными магнитными свойствами / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, Г.В.Тягунов, В.Я.Белозеров, В.В.Конашков. Урало-Сибирская научн.-практ.конф. Сб.тез. докл.Екатеринбург, 2003. С. 206.

137. Плотность и поверхностное натяжение сплавов системы Со-В / В.В.Вьюхин, В.С.Цепелев, В.В.Конашков, А.В.Невидимова. Физические свойства металлов и сплавов. Сб.тез. докл. Екатеринбург. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. С.58.

138. Новый эвтектический сплав на основе кобальта с уникальными магнитными характеристиками / В.С.Цепелев, Б.А.Баум, В.И.Ладьянов, А.Г. Тягунов, В.В.Конашков, А.В.Невидимова. Эвтектика VI. Науч. труды междунар. Конф.-Запорожье, Украина. 2003. С. 223-225.

139. Исследование влияния подготовки расплава на служебные характеристики аморфных припоев на основе меди / К.Ю.Шмакова, Б.А.Баум, В.С.Цепелев, В.И.Ладьянов, Ю.Н.Акшенцев // Расплавы. 2004. №З.С. 74-77.