Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 – фізика металів. – Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, 2019.
Методами рентгенографії, електронної мікроскопії, диференційної скануючої калориметрії, резистометрії, дюрометрії, випробування на корозійну стійкість та вимірювання міцності на триточковий згин вивчені структура, фізико-механічні властивості та особливості нанокристалізації низки стрічкових та об’ємних аморфних металевих сплавів (АМС) на основі системи Fe42–71(Ni,Со,Cr,Мо,W,Nb,V,Mn,Al)10–32Y1,8–2(Si,C,B,Р)17–24.
Розроблено методику та отримані об’ємні зразки аморфних, аморфно-нанокристалічних та 100% нанокристалічних сплавів, близьких до евтектичних складів, із різним ступенем легування при швидкостях охолодження розплаву від 80 до 3200 К/с з розмірами кристалів від 10 до 50 нм. Експериментально встановлено, що найвищою схильністю до аморфізації та термічною стійкістю характеризуються сплави, найбільш леговані слаборозчинними у залізі металами Cr, W, Mo (в сумі ≈ 30 ат.%), вуглецем (9,8-15 ат.%), з невеликим вмістом Y (1,8…2 ат.%) та Al (0,1…1 ат.%). Структура цих сплавів після кристалізації складається із суміші нанокристалів твердого розчину на основі α–Fe, метастабільного бориду Fe3B та карбідів Cr23C6 і Fe7С3.
Вперше експериментально встановлені закономірності нанокристалізації при термічних обробках об’ємноаморфізованих сплавів різного хімічного складу, з’ясовано схожості та відмінності від процесу нанокристалізації аморфних стрічок, отриманих із цих же сплавів (однакового хімічного складу). Зокрема, показано, що енергії активації кожної стадії процесу нанокристалізації для об’ємних зразків є на 18…50% менші від відповідних величин для аморфних стрічок.
Вперше показано, що часткова заміна Fe у відомому сплаві Fe80B14Si6 низкою перехідних металів, серед яких слаборозчинні в залізі хром і молібден (на прикладі сплаву Fe45Ni19,4Co8,5Cr5,7Мо1,9B14Si5,5), призводить до формування нанокристалічної структури на першій стадії двостадійного процесу кристалізації АМС зі зменшенням більш ніж у двічі розмірів нанокристалів α-Fe та збільшенням їх об'ємної частки майже на порядок.
Для практичного застосування важливим є підвищення мікротвердості, корозійної стійкості, питомого електроопору та істотне зниження термічного коефіцієнту опору (ТКО) від 1,6×10-4 до 4,4×10-5 K-1 у вихідному аморфному стані.
Встановлено, що сформована у вихідних об’ємних зразках, а також у процесі нанокристалізації (після нагріву до 1120 К та, відповідно, після протікання всіх стадій кристалізації) аморфних стрічок нових сплавів Fe42–71 (ПМ,Al)10–32Y1,8–2(Si,C,B,Р)17–24 багатофазна структура характеризується рекордними значеннями мікротвердості 17-22 ГПа.
