Influence of mechanical-thermal treatment on the microstructure and current-carrying capacity of Nb-Ti-superconductor

A correlation between the modes of mechanical-thermal treatment, main microstructure parameters and the critical current density Jc in the superconducting alloy Nb-49 wt.% Ti was established. The studies were carried out on the alloy that was preliminary deformed by the “upsetting-extrusion” severe plastic deformation (SPD) method and subsequently drawn with multiple intermediate heat treatments (HT) at 390 °C for 400 and 2000 h. After completion of the heat treatments, the superconductor was finally drawn with the degree of deformation efin. It was shown that the volume fraction of a-Ti phase precipitates increases with the increasing in number of heat treatments up to ≈ 24 and 27% for a total heat treatment duration of 400 and 2000 h, respectively, and reaches maximum values at HT quantity of 4-5 and 7. The highest critical current density level in a magnetic field 5 T, Jc ≈ 3.8*105 A/cm2, was obtained for a total heat treatments duration of 2000 h, 7 number of HT and final true strain ≈ 5.05. The dependence of the pinning volume force Fp on the reduced magnetic field b in such superconductor is described by a function in form Fp ~ b(1-b)2, a characteristic of superconducting materials with strong vortex magnetic lattice on the precipitates.Встановлено взаємозв'язок між режимами механіко-термічної обробки, основними параметрами мікроструктури і густиною критичного струму Jc у надпровідному сплаві Nb-49 мас.% Ti. Дослідження проведені на сплаві, який піддавався попередній інтенсивній пластичній деформації (ІПД) методом «осаджування-видавлювання» і подальшому волочінню з багаторазовими проміжними термообробками (ТО) при температурі 3900С протягом 400 і 2000 год. Показано, що об'ємна частка виділень a-Ti-фази збільшується зі зростанням кількості термічних обробок аж до ≈ 24 і 27% при сумарній тривалості ТО 400 і 2000 год відповідно, досягаючи максимальних значень при кількості ТО 4-5 і 7. Найбільший рівень густини критичного струму в магнітному полі 5 Тл Jc ≈ 3,8*105 А/см2 отримано при загальній тривалості ТО 2000 год, їх кількості 7 і заключній істинній деформації ≈ 5,05. Залежність об'ємної сили піннінга Fp від наведеного магнітного поля b у такому надпровіднику описується функцією виду Fp ~ b(1-b)2, яка характерна для надпровідних матеріалів з сильним піннінгом вихрової магнітної решітки на виділеннях.Установлена взаимосвязь между режимами механико-термической обработки, основными параметрами микроструктуры и плотностью критического тока Jc в сверхпроводящем сплаве Nb-49 мас.% Ti. Исследования проведены на сплаве, который подвергался предварительной интенсивной пластической деформации (ИПД) методом «осадки-выдавливания» и последующему волочению с многократными промежуточными термообработками (ТО) при температуре 390 0С в течение 400 и 2000 ч. После завершения ТО сверхпроводник проходил заключительное волочение со степенью деформации еfin. Показано, что объемная доля выделений a-Ti-фазы увеличивается с ростом количества термических обработок вплоть до ≈ 24 и 27% при суммарной длительности ТО 400 и 2000 ч соответственно, достигая максимальных значений при количестве ТО 4-5 и 7. Наибольший уровень плотности критического тока в магнитном поле 5 Тл Jc ≈ 3,8*105 А/см2 получен при общей длительности ТО 2000 ч, их количестве 7 и заключительной истинной деформации ≈ 5,05. Зависимость объемной силы пиннинга Fp от приведенного магнитного поля b в таком сверхпроводнике описывается функцией вида Fp ~ b(1-b)2, характерной для сверхпроводящих материалов с сильным пиннингом вихревой магнитной решетки на выделениях

Effect of ausforming on mechanical properties of 12%Cr ferritic/martensitic steel

Effects of ausforming through upsetting at 890 °C and following tempering on microstructure and mechanical properties under uniaxial tension of 12CrWMoNbVB ferritic/martensitic steel are studied. Electron microscopic investigations along with elemental analysis of the steel samples in various states provided detailed information about subgrain structure and typical precipitates, the latter mainly М₂₃С₆ and NbC carbides. Strength and plasticity parameters (σ₀, σb, δ) are examined and shown to enhance under applied thermomechanical treatment as compared to standard characteristics of the steel. Preferred treatment of the steel is preliminarily evaluated.Досліджено вплив аусформінгу шляхом осаджування при 890 °C та подальшого відпускання на мікроструктуру і механічні властивості за одновісного розтягу феритомартенситної сталі 12CrWMoNbVB (18Х12ВМБФР – за ГОСТ 5632-72). Електронно-мікроскопічні дослідження, а також елементний аналіз зразків сталі в різних станах дозволили отримати детальну інформацію про субзеренну структуру та типові виділення. Останні переважно представлені карбідами М₂₃С₆ та NbC. Досліджено параметри міцності та пластичності (σ₀, σb, δ), котрі покращуються після застосованої обробки у порівнянні зі стандартними характеристиками сталі. Попередньо оцінено переважну обробку сталі.Исследовано влияние аусформинга путем осадки при 890 °C и последующего отпуска на микроструктуру и механические свойства при одноосном растяжении ферритомартенситной стали 12CrWMoNbVB (18Х12ВМБФР – по ГОСТ 5632-72). Электронно-микроскопические исследования, а также элементный анализ образцов стали в различных состояниях позволили получить подробную информацию о субзеренной структуре и типичных выделениях. Последние в основном представлены карбидами М₂₃С₆ и NbC. Исследованы параметры прочности и пластичности (σ₀, σb, δ), которые улучшаются при применяемой термомеханической обработке по сравнению со стандартными характеристиками стали. Предварительно оценивается предпочтительная обработка стали

Synthesis, morphology, and compactibility of tetragonal zirconia nanopowders

Fine-grained powders of tetragonal zirconia have been obtained by joint precipitation from aqueous zirconium and yttrium nitrate solutions followed by synthesis under thermal decomposition of hydroxides. The powders show three ordering levels, namely, conglomerates, agglomerates, and "primary" particles. The powder consists mainly of large ellipsoidal conglomerates of 1.5 to 2 μM size, the smaller agglomerates of 0.5 to 1 μM size and mostly irregular shape forming the minor fraction. Both conglomerates and agglomerates consist of rounded or irregular "primary" particles of 30 to 60 nm size. The studied tetragonal zirconia powders show a good compactibility providing the attainable high relative density (48 %) under a reasonable compacting pressure (256 MPa)