Features of Phase Composition and Structure of Rapidly Quenched Ferromagnetic Mn–Al–Ga Alloy

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Rapidly quenched Mn55Al36Ga9 ribbons were obtained by the spinning method. In the initial quenched state, the ribbons had a two-phase structure of the ε and γ2-phases. It has been established that, upon heating, the alloy undergoes a series of phase transformations, including the precipitation of the equilibrium β-Mn phase and its subsequent dissolution, the formation of the ferromagnetic τ-phase from both the ε and γ2-phases. The largest amount of the τ-phase was obtained by annealing at a temperature of 700 °C for 20 minutes. The work describes both the phase composition obtained as a result of annealing at different temperatures and the features of the microstructure studied by electron microscopy.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Fortuna

National Research Technological University MISiS

编辑信件的主要联系方式.
Email: fortuna.as@misis.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119049

T. Morozova

National Research Technological University MISiS

Email: fortuna.as@misis.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119049

D. Karpenkov

National Research Technological University MISiS

Email: fortuna.as@misis.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119049

M. Gorshenkov

National Research Technological University MISiS

Email: fortuna.as@misis.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119049

参考

  1. Kono H. On the Ferromagnetic Phase in Manganese-Aluminum System // J. Phys. Soc. Japan. 1958. V. 13. P. 1444–1451.
  2. Liu X.J., Ohnuma I., Kainuma R., Ishida K. Thermodynamic Assessment of the Aluminum-Manganese (Al-Mn) Binary Phase Diagram // J. Phase Equilibria. 1999. V. 20. P. 45–56.
  3. Кекало И.Б., Самарин Б.А. Физическое металловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами. М.: Металлургия, 1989. 467 c.
  4. Park J.H., Hong Y.K., Bae S., Lee J.J., Jalli J., Abo G.S., Neveu N., Kim S.G., Choi C.J., Lee J.G. Saturation magnetization and crystalline anisotropy calculations for MnAl permanent magnet // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. 09A731. P. 1–3.
  5. Fang H., Kontos S., Ångstrom J., Cedervall J., Svedlindh P., Gunnarsson K., Sahlberg M. Directly obtained τ-phase MnAl, a high performance magnetic material for permanent magnets // J. Solid State Chem. 2016. V. 237. P. 300–306.
  6. Feng L., Freudenberger J., Mix T., Nialsch K., Woodcock T.G. Rare-earth-free MnAl–C–Ni permanent magnets produced by extrusion of powder milled from bulk // Acta Mater. 2020. V. 199. P. 155–168.
  7. Pareti L., Bolzoni F., Leccabue F., Ermakov A.E. Magnetic anisotropy of MnAl and MnAlC permanent magnet materials // J. Appl. Phys. 1986. V. 59. P. 3824–3828.
  8. Zhao S., Wu Y., Zhang C., Wang J., Fu Z., Zhang R., Jiang C. Stabilization of t-phase in carbon-doped MnAl magnetic alloys // J. Alloys Compounds. 2018. V. 755. P. 257–264.
  9. Sakka Y., Nakamura M., Hoshimoto K. Rapid quenching and properties of hard magnetic materials in MnAI–X (X = Ti, Cu, Ni, C, B) systems // J. Mater. Sci. 1989. V. 24. P. 4331–4338.
  10. Mix T., Bittner F., Müller K.-H. Schultz L., Woodcock T.G. Alloying with a few atomic percent of Ga makes MnAl thermodynamically stable // Acta Mater. 2017. V. 128. P. 160–165.
  11. Mix T., Woodcock T.G. Advanced thermal stability investigations of the Mn–Al–Ga system // Results Mater. 2020. V. 5. 100068. P. 1–4.
  12. Xiang Z., Deng B., Xiang Z., Wang X., Cui E., Yu L., Song Y., Lu W. Nanocrystalline MnAlV rare-earth-free Permanent Magnetic Alloys with Improved Magnetization and Thermal Stability // Intermetallics. 2020. V. 116. 106638. P. 1–6.
  13. Xiang Z., Song Y., Deng B., Cui E., Yu L., Lu W. Enhanced formation and improved thermal stability of ferromagnetic τ phase in nanocrystalline Mn55Al45 alloys by Co addition // J. Alloys and Compounds. 2019. V. 783. P. 416–422.
  14. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // МиТОМ. 2000. 8. C. 16–19.
  15. Wiezorek J.M.K., Kulovits A.K., Yanar C., Soffa W.A. Grain Boundary Mediated Displacive–Diffusional Formation of s-Phase MnAl // Metal. Mater. Trans. A. 2011. V. 42A. P. 594–604.
  16. Jia Y., Ding H., Wu Y., Wang J., Wu H., Ma T., Zhao S., Skokov K.P., Aubert A., Maccari F., Gutfleisch O., Xu Y., Niu J., Qiao B., Zhao S., Jiang C. On the ε → τ phase transformation and twinning in L10–MnAl alloys // Acta Mater. 2022. V. 232. 117892. P. 1–17.
  17. Bittner F., Schultz L., Woodcock T.G. The role of the interface distribution in the decomposition of metastable L10–Mn54Al46 // J. Alloys Compounds. 2017. V. 727. P. 1095–1099.
  18. Palanisamy D., Raabe D., Gault B. On the compositional partitioning during phase transformation in a binary ferromagnetic MnAl alloy // Acta Mater. 2019. V. 174. P. 227–236.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. X-ray diffraction spectra of tapes tempered with different linear rotation speeds of a copper wheel. The lines of the γ2 phase are marked in red, the lines of the ε phase are blue.

下载 (20KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Microstructure of the quick-hardened tape (linear speed of the wheel 10 m/s): a) general appearance; b) the area of the γ2-phase; c) the area of the ε-phase; d) the area of the ε-phase with a noticeable “speckled” contrast from the ε’-phase. The corresponding electronograms are shown in the inserts for each of the regions.

下载 (27KB)
索引源数据
4. Fig. 3. The dependence of the heat flux on the temperature for a fast-tempered tape, obtained by differential scanning calorimetry. The sample was heated and cooled twice.

下载 (24KB)
索引源数据
5. Fig. 4. X-ray diffraction spectra of hardened and annealed tapes at different temperatures (annealing duration 20 min). Approximating spectra obtained by the Rietveld method are superimposed on the experimental spectra. The lines of the γ2-phase are marked in red, the lines of the ε-phase are blue, the τ-phases are black, (β-Mn) are green.

下载 (40KB)
索引源数据
6. Fig. 5. The dependences of the volume fractions of the phases contained in the quick-quenched tape, depending on the annealing temperature.

下载 (18KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Microstructure of a quick-tempered tape annealed at 440 °C for 20 minutes. The image is obtained in the signal of reflected electrons.

下载 (8KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Microstructure of the t-phase of the tape annealed at 700 °C for 20 min: light-field (000) (a) and dark-field (001) (c), (002) (d), (110) (e) images, image designations correspond to reflexes on the electronogram (b).

下载 (42KB)
索引源数据


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».