или решетка мартенсита. Поскольку решетка мартенсита упакована неплотно,
то при мартенситном превращении в стали возникают напряжения. Рост
напряжений приводит к росту энергии системы, поэтому полного превращения
аустенита в мартенсит не происходит и в стали формируется структура,
состоящая их дисперсной смеси аустенита и мартенсита. Поскольку решетка
аустенита плотноупакована, то аустенит не ферромагнитен. В то же время у
ферромагнитного мартенсита неплотноупакованная тетрагональная решетка,
что обусловливает его ферромагнетизм. Кроме того, тетрагональность
мартенсита приводит к большой анизотропии его магнитных свойств. Таким
образом, получается идеальная с точки зрения магнитотвердых материалов
структура - дисперсная смесь ферромагнитной и неферромагнитной фаз,
причем у ферромагнитной фазы большая магнитная анизотропия. Однако
свойства сталей, закаленных на мартенсит далеки от идеала, причина состоит в
том, что у закаленных сталей большой объем занят неферромагнитной фазой -
аустенитом, поэтому их намагниченность, а следовательно, и остаточная
индукция, невелики. Другим недостатком сталей мартенситного класса
является их низкая прокаливаемость - способность воспринимать закалку на
значительную глубину, что препятствует мартенситному превращению в
глубинных слоях материала. Для повышения прокаливаемости стали
дополнительно легируют хромом вольфрамом молибденом и кобальтом.
Поскольку атомы легирующих элементов взаимодействуют с вакансиями, то
скорость диффузии снижается и превращение аустенита в ферритно-
цементитную смесь затрудняется. Таким образом, прокаливаемость сталей
возрастает. Особенно эффективно легирование сталей кобальтом, поскольку у
атомов кобальта имеется магнитный момент и при наличии кобальта
остаточная индукция возрастает.
3.2. Дисперсионно твердеющие сплавы
К таким сплавам относятся сплавы системы Fe-Ni-Al. При высоких
температурах алюминий и никель растворяются в аустените, но при резком
охлаждении образуется пересыщенный раствор легирующих элементов в
железе. При последующем отпуске происходит выделение дисперсных частиц
интерметаллида Fe
2
NiAl. В результате формируется структура, состоящая из
ферромагнитной матрицы и дисперсных частиц, препятствующих движению
границ доменов. Наибольшей магнитной энергией обладают сплавы,
содержащие примерно 28% Ni и 14% Al, однако достаточно большая
диффузионная активность никеля и алюминия препятствуют использованию
этого сплава для изготовления магнитов массой более 5 грамм. Дело в том, что
у массивных магнитов даже в ходе закалки глубинные слои охлаждаются
медленно и происходит распад твердого раствора с образованием крупных
выделений интерметаллидов. Для затруднения распада сплавы дополнительно
легируют медью и кобальтом. Ионы легирующих элементов искажают
кристаллическую решетку и, притягивая к себе вакансии, затрудняют их
перемещение. В результате затрудняется диффузия и при закалке