Исследование фазовых и структурных превращений в железе и его сплавах магнитным методом

Железо
Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе .

Физические свойства железа
Для железа характерен полиморфизм, оно имеет четыре кристаллические модификации:
до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика (769 °C ≈ 1043 K — точка Кюри для железа);
в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмно-центрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика;
в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;
выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмно-центрированной кубической решёткой.

Сплавы железа
Сплавы железа распространены в промышленности наиболее широко. Основные из них — сталь и чугун — представляют собой сплавы железа с углеродом. Для получения заданных свойств в сталь и чугун вводят легирующие элементы. Ниже рассмотрено строение и фазовые превращения в сплавах железо—углерод, а также фазы в сплавах железа с легирующими элементами.

Диаграмма Fe-C

Структуры

Магнитный метод
Магнитные методы основаны на регистрации рассеяния магнитных полей дефектов намагниченного материала или на определении магнитных свойств контролируемого материала. Магнитные методы используют для дефектоскопии, толщинометрии, структурного контроля, определения напряжений. Поверхностные И подповерхностные дефекты определяют с помощью порошкового, магнитографического, феррозондового, индукционного методов и метода преобразователя Холла. Толщину покрытий на ферромагнитных изделиях выявляют с помощью пондеромоторного (магнитоотрывного), индукционного, феррозондового методов. Для определения механических характеристик и напряжений используют феррозондовый, индукционный методы и метод преобразователя Холла.

Пример: магнитопорошковый метод
Магнитопорошковый метод успешно применяется для выявления дефектов. Для этого порошком феррита или суспензией покрывают поверхность предварительно на магниченного изделия (например, шва). Частицы порошка или эмульсии скапливаются в зоне возмущений магнитного поля, повторяя форму дефекта