vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"10.57070/2304-4497-2024-1(47)-9-18vsgiu-75Research ArticleРаздел 1. Физика конденсированного состоянияSection 1. Condensed Matter PhysicsПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯBEHAVIOR OF METALS AND ALLOYS UNDER THE INFLUENCE OF A MAGNETIC FIELDСеребряковаАнна АлександровнаSerebryakovaAnna A.

аспирант кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессораВ.М. Финкеля

Postgraduate student of the Department of Natural Sciences named after Professor V.M. Finkel

aserebrakova87@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8130-648XШляровВиталий ВладиславовичShlyarovVitaly V.

аспирант кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Post-graduate student of the Chair of Science named after V.M. Finkel’

shlyarov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9859-8949ЗагуляевДмитрий ВалерьевичZaguliaevDmitry V.

д.т.н., профессор кафедры естественно-научных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Dr. Sci. (Tech..), Prof. of the Chair of Natural Sciences named after Professor V.M. Finkel

zagulyaev_dv@physics.sibsiu.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation20242503202401918Copyright © Серебрякова А.А., Шляров В.В., Загуляев Д.В., 20252025Серебрякова А.А., Шляров В.В., Загуляев Д.В.Serebryakova A., Shlyarov V., Zaguliaev D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/75

Представлен краткий обзор последних экспериментальных результатов изучения металлов и сплавов в условиях воздействия внешнего магнитного поля. Явление магнетизма очень широко исследуется различными группами ученых для применения в приборах и устройствах, используемых как в повседневной жизни людей, так и в промышленных масштабах. Выявлено, что влияние магнитного поля на структурно-фазовые превращения, прочностные и пластические свойства материалов при деформации в основном зависит от магнитной природы металла. Постоянное магнитное поле способствует изменению различных деформационных характеристик ряда твердых тел с ионной, ионно-ковалентной, ковалентной, молекулярной и металлической связьями твердых тел. Установлено, что есть дополнительные факторы, обуславливающие изменение деформационных характеристик металлов и сплавов под воздействием внешних магнитных полей. В ходе анализа выявлены следующие факторы, дополнительно оказывающие влияние: температура плавления металла, строение кристаллической решетки, температура при проведении эксперимента, магнитная индукция при проведении обработки магнитным полем. Выявлено, что наибольшее количество исследований было проведено на титане, алюминии и их сплавах. Отмечено недостаточное количество исследований влияния магнитной обработки на технически чистый свинц. Результаты обзора могут иметь академическую значимость - полученные в исследовании результаты позволят расширить представления о влиянии магнитных воздействий на поликристаллические металлические материалы, а закономерности, полученные в работе, возможно использовать при изучении физических свойств металлических материалов.

A brief overview of the latest experimental results of studying metals and alloys under the influence of an external magnetic field is presented. The phenomenon of magnetism is widely studied by various groups of scientists for use in devices and devices used both in people's daily lives and on an industrial scale. It is revealed that the influence of the magnetic field on structural and phase transformations, strength and plastic properties of materials during deformation mainly depends on the magnetic nature of the metal. A constant magnetic field contributes to the change of various deformation characteristics of a number of solids with ionic, ion-covalent, covalent, molecular and metallic bonding of solids. It has been established that there are additional factors that cause changes in the deformation characteristics of metals and alloys under the influence of external magnetic fields. During the analysis, the following factors were identified, additionally influencing: the melting point of the metal, the structure of the crystal lattice, the temperature during the experiment, magnetic induction during magnetic field treatment. It was revealed that the largest number of studies were conducted on titanium, aluminum and their alloys. An insufficient number of studies in the field of magnetic processing on technically pure lead have been noted. The results of the review may have academic significance ‒ the results obtained in the study will expand the understanding of the influence of magnetic influences on polycrystalline metallic materials, and the patterns established in the work can be used in the study of the physical properties of metallic materials.

магнитное полеметаллсплавсвинецдиамагнетизмпарамагнетизмдеформациядислокацииmagnetic fieldmetalsalloysleaddiamagnetismparamagnetismdeformationdislocationsReferencesМоргунов Р.Б., Пискорский В.П., Валеев Р.А., Королев Д.В. Термодинамический анализ магнитопластических эффектов в «немагнитных» металлах. Труды ВИАМ. 2018;12:79–87. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-12-79-87; EDN: YROENN.Morgunov R.B., Piskorskii V.P., Valeev R.A., Korolev D.V. Thermodynamic analysis of magnetoplastic effects in "non-magnetic" metals. Trudy VIAM. 2018;12:79–87.(In Russ.).Моргунов Р.Б., Валеев Р.А., Скворцов А.А., Королев Д.В., Пискорский В.П., Куницына Е.И., Кучеряев В.В., Коплак О.В. Магнито-пластический и магнитомеханический эф-фекты в алюминиевых сплавах с магнито-стрикционными микровключениями. Труды ВИАМ. 2019;10:3–13.https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-12-79-87 EDN: YROENN.https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-10-3-13; EDN: BRGQUK.Morgunov R.B., Valeev R.A., Skvortsov A.A., Korolev D.V., Piskorskii V.P., Kunitsyna E.I., Kucheryaev V.V., Koplak O.V. Magneto-plastic and magnetomechanical effects in aluminum alloys with magnetostrictive mi-croswitches. Trudy VIAM.2019;10:3–13. (In Russ.).Alshits V.I., Darinskaya E.V., Koldaeva M.V., Petrzhik E.A. Crystallography Reports. 2003;48:768–795https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-10-3-13; EDN: BRGQUK.Покоев А., Осинская Ю., Шахбанова С., Ямщикова К. Магнитопластический эффект в алюминиевых сплавах. Известия Россий-ской академии наук. Серия физическая. 2018;82; 961–964.Alshits V.I., Darinskaya E.V., Koldaeva M.V., Petrzhik E.A. Crystallography Reports. 2003;48:768–795.https://doi.org/10.1134/S0367676518070335 EDN: XWOIWD.Pokoev A., Osinskaya Yu., Shakhbanova S., Yamshchikova K. Magnetoplastic effect in aluminum alloys. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya fizicheskaya. 2018;82;961–964. (In Russ.).Pokoev A., Osinskaya J. Manifestation of Magnetoplastic Effect in Some Metallic Al-loys. Defect and Diffusion Forum. 2018;383:180–184. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.383.180https://doi.org/10.1134/S0367676518070335 EDN: XWOIWD.Li G.-R., Wang H., Li P.-S., Gao L.-Z., Peng C.-X., Zheng R. Mechanism of dislocation kinetics under magnetoplastic effect. Acta Physica Sinica. 2015;64(14):148102.Pokoev A., Osinskaya J. Manifestation of Magnetoplastic Effect in Some Metallic Al-loys. Defect and Diffusion Forum. 2018;383:180–184. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.383.180http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.148102Li G.-R., Wang H., Li P.-S., Gao L.-Z., Peng C.-X., Zheng, R. Mechanism of dislocation kinetics under magnetoplastic effect. Acta Physica Sinica. 2015;64(14):148102.Краев М.В., Краева В.С. Пластическая де-формация металлов и сплавов с применени-ем постоянного магнитного поля. В кн.: Материалы 6-й международной конферен-ции «Космические технологии: настоящее и будущее». Днепр. 2017:75.http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.148102Плетнев С.В. Магнитное поле, свойства, применение: Научное и учебно-методическое справочное пособие. Санкт-Петербург: Гуманистика, 2004:624.Kraev M.V., Kraeva V.S. Plastic deformation of metals and alloys using a constant magnet-ic field. In: «Materials of the 6th International Conference "Space Technologies: Present and Future». Dnepropetrovsk 2017:75. (In Russ.).Ida N. The Static Magnetic Field. In: Engi-neering Electromagnetics. Springer. 2021;377–418. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-15557-5_8Pletnev S.V. Magnetic field, properties, appli-cation: Scientific and methodological refer-ence manual. Sankt-Peterburg: Gumanistika, 2004:624. (In Russ.).Kassner M.E. Fundamentals of Creep in Met-als and Alloys. Elsevier Ltd. 2015:356. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-047561-5.X0001-2Ida N. The Static Magnetic Field. In: Engi-neering Electromagnetics. 2021;377–418. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-15557-5_8Попова Л.И., Болдырев Д.А. Физика проч-ности и пластичности. Тольятти: ТГУ. 2017:74.Kassner M.E. Fundamentals of Creep in Met-als and Alloys. Elsevier Ltd, 2015:356. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-047561-5.X0001-2Безлепкин А.А., Кунцевич С.П., Костюков В.И. Ориентационные и релаксационные особенности динамической магнитной вос-приимчивости PBFE12O19 при переходе из магнитоупорядоченного состояния в пара-магнитное. Физика твердого тела. 2015;11:2151–2154. EDN: UJMJMR.Popova L.I., Boldyrev D.A. Physics of strength and plasticity. Togliatti: Izd-vo TGU, 2017:74. (In Russ.).Аксенова К.В., Шляров В.В., Загуляев Д.В. Деформационное поведение технически чи-стого титана в постоянном магнитном поле 0,3 Тл. В кн.: Актуальные проблемы физи-ческого металловедения сталей и сплавов. Сборник тезисов докладов XXVI Уральской школы металловедов-термистов, Екате-ринбург, 07–11 февраля 2022 года. Екате-ринбург: УРФУ. 2022;123–127. EDN: LTYFYK.Bezlepkin A.A., Kuntsevich S.P., Kostyukov V.I. Orientation and relaxation features of dynam-ic magnetic susceptibility PBFE12O19 during the transition from a magnetically ordered state to a paramagnetic state. Fizika tverdogo tela. 2015;11:2151–2154. (In Russ.).Шляров В.В., Загуляев Д.В., Громов В.Е., Глезер А.М., Серебрякова А.А. Особенно-сти деформации технически чистого титана в постоянном магнитном поле. Деформация и разрушение материалов. 2022;3:25–31. EDN: NZOQKK.EDN: UJMJMR.Шляров В.В., Загуляев Д.В., Шлярова Ю.А., Серебрякова А.А., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. Изменение элементного и фазового со-става, дефектной субструктуры образцов системы «пленка (ТИТАН) / (АК5М2) под-ложка», подвергнутых облучению элек-тронным пучком. В кн.: Материалы во внешних полях: труды XII Международного онлайн-симпозиума. Новокузнецк: ИЦ Сиб-ГИУ. 2023:67–69. EDN: ADYYSB.Aksenova K.V., Shlyarov V.V., Zagulyaev D.V. Deformation behavior of technically pure titanium in a constant magnetic field of 0.3 T. In book: Actual problems of physical metallurgy of steels and alloys: a collection of theses of reports of the XXVI Ural School of Thermists, Yekaterinburg, February 07-11, 2022. Yekaterinburg: Izdatel'stvo Ural'skogo universiteta, 2022;123–127. (In Russ.). EDN: LTYFYK.Курек Е.И., Курек И.Г., Олейнич-Лысюк А.В., Раранский Н.Д. Об особенностях маг-нитного последействия в высокочистом диамагнитном бериллии. Физика твердого тела. 2014;56(8):1546–1553. EDN: SNVZDJ.Shlyarov V.V., Zagulyaev D.V., Gromov V.E., Glezer A.M., Serebryakova A.A. Fea-tures of deformation of technically pure tita-nium in a constant magician-nitric field. De-formatsiya i razrushenie materialov. 2022;3:25–31. (In Russ.). EDN: NZOQKK.Осинская Ю.В., Петров С.С., Покоев А.В., Рунов В.В. Исследование методом малоуг-лового рассеяния нейтронов магнитопла-стического эффекта в бериллиевой бронзе при старении в магнитных полях. Физика твердого тела. 2010;52(3):486–488. EDN: RCRTQN.Shlyarov V.V., Zagulyaev D.V., Shlyarova Yu.A., Serebryakova A.A., Ivanov Yu.F., Gromov V.E. Change in the elemental and phase composi-tion, defective substructure of samples of the "film (TITAN )/( AK5M2) substrate" system exposed to electron beam irradiation. In: Ma-terials in the external fields: works of the XII International Online Symposium. Novokuz-netsk: ITs SibGIU. 2023:67–69. (In Russ.).Осинская Ю.В., Петров С.С., Покоев А.В. Комплексное экспериментальное исследо-вание магнитопластического эффекта в медно-бериллиевом сплаве. Вестник Сам-ГУ. 2010;4(78):145–154. EDN: NNLLHT.Kurek E.I., Kurek I.G., Oleinich-Lysyuk A.V., Raranskii N.D. On the features of magnetic aftereffection in highly pure diamagnetic be-ryllium. Fizika tverdogo tela. 2014;56(8):1546–1553. (In Russ.). EDN: ADYYSB.Песчанская Н.Н., Смирнов Б.И., Шпейзман В.В. Скачкообразная ползучесть при сжатии монокри-сталлов цинка в магнитном поле. Физика твердо-го тела. 2008;50(6):997–1001. EDN: RCRIWD.Osinskaya Yu.V., Petrov S.S., Pokoev A.V., Runov V.V. Investigation by small-angle neu-tron scattering of magnetoplastic effect in be-ryllium bronze during aging in magnetic fields. Fizika tverdogo tela. 2010;52(3):486–488 (In Russ.). EDN: SNVZDJ.Калытка В.А., Баширов А.В., Оспанов Б.С., Балтабаева Н.Т. Магнитная проницаемость диамагнитных и ферромагнитных диэлек-триков. Актуальные научные исследования в современном мире. 2019;5–1(49):145–148. EDN: OMORLL.Osinskaya Yu.V., Petrov S.S., Pokoev A.V. Comprehensive experimental study of magne-toplastic effect in copper-beryllium alloy. Vestnik SamGU. 2010;4(78):145–154. (In Russ.).Могильникова Т.Т. Ступенчатая ползучесть свинца. Вопросы атомной науки и техники. 2010;6:42–46.Peschanskaya N.N., Smirnov B.I., Shpeizman V.V. Jump creep when compressing zinc single crystals in a magnetic field. Fizika tverdogo te-la. 2008;50(6):997–1001. (In Russ.).Могильникова Т.Т. Влияние периодических колебаний на немонотонную ползучесть свинца. Вiсник ХНУ. 2010;14:65–69.EDN: RCRTQN.Елсукова Т.Ф., Новоселова Е.М., Караваева В.В., Ангелова Г.В. Стадии высокотемпературной ползучести поликристаллов свинца как эво-люция структурных уровней пластической деформации. Физическая мезомеханика. 2000;3(5):91–99.Kalytka V.A., Bashirov A.V., Ospanov B.S., Baltabaeva N.T. Magnetic permeability of di-amagnetic and ferromagnetic dielectrics. Ak-tual'nye nauchnye issledovaniya v sovremen-nom mire. 2019;5-1(49):145–148. (In Russ.). EDN: NNLLHT.Жукова К.П., Елсукова Т.Ф., Панин В.Е., Руденко Ю.Н. Температурная зависимость процессов деформации на границах зерен и в приграничных зонах при растяжении по-ликристаллов свинца. Известия вузов. Фи-зика. 1988;4:13–18.Mogil'nikova T.T. Stupenchataya polzuchest' svintsa. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki. 2010;6:42–46. (In Russ.). EDN: RCRIWD.Елсукова Т.Ф., Панин В.Е. Закономерности и механизм циклической деформации, ста-тистика развития усталостных трещин в свинце и сплавах на его основе. Физика металлов и металловедение. 2004;97(1):121–128.Mogil'nikova T.T. Effect of periodic fluctua-tions on lead non-monotonic creep. Visnik KhNU. 2010;14:65–69. (In Russ.). EDN: OMORLL.Крашенинин В.И., Кузьмина Л.В., Дорохов М.А. Реакционная способность и дислокационная структура кристаллов азидов серебра и свинца в переменном магнитном поле. Известия вузов. Фи-зика. 2006;49(1):103–106. EDN: KYCQMF.Elsukova T.F., Novoselova E.M., Karavaeva V.V., Angelova G.V. High temperature creep stages of lead polycrystals as evolution of structural levels of plastic deformation. Fizicheskaya me-zomekhanika. 2000;3(5):91–99. (In Russ.).Changjan A., Meakniti S., Udomsamuthirun P. The temperature-dependent surface critical magnetic field (HC3) of magnetic supercon-ductors: Applied to lead bismuth (Pb82Bi18) superconductors. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2017;107:32⎯35.Zhukova K.P., Elsukova T.F., Panin V.E., Rudenko Yu.N. Temperature dependence of deformation processes at grain boundaries and in boundary zones when stretching lead poly-crystals.Izvestiya vuzov. Fizika. 1988;4:13–18. (In Russ.).http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2431/1/012044Elsukova T.F., Panin V.E. Regularities and mechanism of cyclic deformation, statistics on the development of fatigue cracks in lead and alloys based on it. Fizika metallov i metallovedenie. 2004;97(1):121–128. (In Russ.).Серебрякова А.А., Загуляев Д.В., Шляров В.В. Влияние магнитного поля с индукцией до 0,5 Тл на динамику деформационных харак-теристик свинца. Фундаментальные про-блемы современного материаловедения. 2023;20(1):52–58. http://dx.doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2023.01.006; EDN:EURCJU.Krasheninin V.I., Kuz'mina L.V., Dorokhov M.A. Reactivity and dislocation structure of silver and lead azide crystals in an alternating magnetic field. Izvestiya vuzov. Fizika. 2006;49(1):103–106. (In Russ.).Серебрякова А.А., Загуляев Д.В., Шляров В.В., Громов В.Е., Аксенова К.В. Исследо-вание микротвердости и параметра пла-стичности свинца во внешних магнитных полях с индукцией до 0.5 Тл. Известия Ал-тайского государственного университета. 2023;4(132):52–58. https://doi.org/10.14258/izvasu(2023)4-07Changjan A., Meakniti S., Udomsamuthirun P. The temperature-dependent surface critical magnetic field (HC3) of magnetic superconductors: Applied to lead bismuth (Pb82Bi18) superconductors. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2017;107:32⎯35. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2431/1/012044Serebryakova A.A., Zagulyaev D.V., Shlyarov V.V. Influence of magnetic field with induction up to 0.5 T on dynamics of deformation charac-teristics of lead. Fundamental'nye problemy sovremennogo materialovedeniya. (In Russ.). 2023;20(1):52–58. http://dx.doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2023.01.006;EDN: KYCQMF.Serebryakova A.A., Zagulyaev D.V., Shlyarov V.V. Influence of magnetic field with induction up to 0.5 T on dynamics of deformation charac-teristics of lead. Fundamental'nye problemy sovremennogo materialovedeniya. (In Russ.). 2023;20(1):52–58. http://dx.doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2023.01.006;EDN: KYCQMF.Serebryakova A. A., Zagulyaev D. V., Shlya-rov V. V., Gromov V. E., Aksenova K. V. Study of microhardness and plasticity parame-ter of lead in external magnetic fields with in-duction up to 0.5 T. Izvestiya Altaiskogo gosu-darstvennogo universiteta. 2023;4(132):52–58. (In Russ.).Serebryakova A. A., Zagulyaev D. V., Shlya-rov V. V., Gromov V. E., Aksenova K. V. Study of microhardness and plasticity parame-ter of lead in external magnetic fields with in-duction up to 0.5 T. Izvestiya Altaiskogo gosu-darstvennogo universiteta. 2023;4(132):52–58. (In Russ.).https://doi.org/10.14258/izvasu(2023)4-07https://doi.org/10.14258/izvasu(2023)4-07

The authors declare that there are no conflicts of interest present.