低合金鋼におけるバルクハウゼンノイズ放射に対する磁壁の厚さ、密度、配列の影響

Apr 20, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5687 (2023) この記事を引用

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この研究では、バルクハウゼン騒音放射による、さまざまな降伏強さ (235 ～ 1100 MPa の範囲で変化) の低合金鋼の特性評価を扱います。この研究では、低合金鋼と、バルクハウゼンノイズに寄与するすべての重要な側面（残留応力状態、転位密度、結晶粒径、支配相で表される微細構造、および関連側面など）を区別するこの技術の可能性を調査しています。磁壁の下部構造（磁壁の厚さ、エネルギー、マトリックス内の磁壁の間隔および密度）。圧延方向および横方向のバルクハウゼン騒音は、降伏強度 (最大 500 MPa) およびそれに対応するフェライトの結晶粒微細化に伴って増大します。高強度マトリックスでマルテンサイト変態が起こるとすぐに、この変化は飽和し、圧延方向を犠牲にして横方向のバルクハウゼンノイズが増大すると、顕著な磁気異方性が発現します。磁壁の厚さと同様に残留応力の寄与はわずかであり、バルクハウゼンノイズの発生は磁壁の密度とその再配列によって引き起こされます。

低、中、または高強度の低合金鋼 (LAS) は、自動車、土木 (橋)、航空宇宙、または石油化学産業の多くの用途に頻繁に使用されています 1、2。良好な機械加工性、熱間成形性、溶接性を備えたこれらの鋼は、コストと機能特性の満足できる比率により、部品の製造に非常に頻繁に提案されます。これらの鋼を製造できるさまざまな熱機械条件により、耐疲労性、摩擦および衝撃磨耗に対する耐性、破壊靱性、耐食性などに関してそのマトリックスのカスタマイズが可能になります1。 LAS は、その変形の複雑なメカニズムをより深く理解し、その機能に影響を与えるいくつかの側面の寄与を調査するために、深く研究されています。 Zhao et al.3 は、熱間成形中の流動応力を修正して、断熱加熱と摩擦を排除しました。 Li et al.4 は、円形の TiC 粒子によって高強度 LAS の強度を向上させました。 Yu ら 5 は、高強度 LAS の結晶学および対応する硬度に関して、その硬化性を調査しました。 Wang et al.6 は、Cu 含有量に関する高強度 LAS の靱性を研究しました。 Alipooramirabad ら 7 は、中性子回折を使用して、高強度 LAS の溶接部のひずみ緩和をその場で研究しました。

加工後の LAS 製コンポーネントを監視することは、微細構造や残留応力の許容できない状態を明らかにするために有益です。製造プロセス中の多くの条件は一定に保たれますが、一部の条件はランダムに変動したり、切削工具の磨耗、納品された本体の不均一性などの結果として変動する可能性があります。このため、そのような目的に使用される高速で信頼性の高い技術が役立つ可能性があります。。 LAS は、隣接するドメインがドメイン壁 (DW) によって分離されているドメイン構造を含む強磁性体です。析出物、粒界、転位のもつれなどのピン止めサイトが存在するため、時間とともに変化する磁場の下での DW の動きは滑らかではなく、不連続かつ不可逆的なジャンプの形で発生します 8,9。動いている各 DW は電磁パルスを生成しますが、DW の集合的な動きは、それらのクラスタリングの結果として雪崩の形で発生します 10、11、12。これらの重なり合うパルスは、自由表面上の適切なコイルによって磁気バルクハウゼンノイズ (MBN) として検出できます9。

可変強度の LAS はすでに MBN によって研究されています。以前の記事 13 では、塑性ひずみの関数として 235 MPa の降伏強度 (σYS) を持つ LAS の MBN の現場および事後の調査について説明し、MBN の顕著な磁気異方性と減衰を報告しました。転位密度が増加した結果です。また、Schmidova et al.14 は、格子間フリー (IF) 鋼の塑性不安定性を超えた顕著な磁気異方性を報告しました。 Antonio et al.15 は、粒子とそれに対応するドメイン構造の断片化が塑性変形後の MBN に影響を与えることを示しました。 Piotrowski et al.16 は、90°および 180°の DW 密度の関数として塑性変形後の MBN の変化を測定しました。菊地ら 17 は、細胞転位構造の結果として MBN エンベロープがより高い磁場に向かってシフトすることを発見しました。

したがって、LAS の強度 (σYS および究極 – σUS) の顕著な増加は、機械的効果と熱サイクルの相乗効果の結果です。 LAS の σYS は 1000 MPa を超える場合があります。 MBN は応力状態 18,19 および微細構造 (粒径、析出物のサイズと密度、転位密度など 20,21,22) の関数です。したがって、熱間圧延中の鋼マトリックスの変化は、MBN 放出にも影響します。 LAS の特性評価のための潜在的なツールとしての MBN に関する体系的な調査が不足しています。したがって、この研究は、MBN へのすべての重要なタイプの寄与を調査することにより、可変強度の LAS の MBN 放出についての深い洞察を提供します。

実験は、公称 σYS 値 355、500、700、960、および 1100 MPa の LAS で実行されました。公称 σYS 235 MPa の LAS は親マトリックスを表しますが、より高い σYS の LAS は親鋼の熱機械処理による製品です。強度可変のLASは2000mm×1000mmシート（厚さ5mm）で納入しました。母材鋼の化学組成を表 1 に示します。

分析のためにサイズ 70 mm × 30 mm のサンプルを切り出しました。 MBN によって行われた予備調査と微小硬度測定により、厚さ約 0.1 mm の表層の非常に顕著なシャドーイング効果 (深部とは対照的に著しく熱軟化) が明らかになりました。磁気特性およびその他の体積特性 (サンプルの厚さ内でほぼ同じ) を調査するために、厚さ 0.15 mm の表面層をエッチング除去しました (電解プロセス)。

LAS の公称 σYS 値の違いは、ほとんどが熱間圧延条件と冷却速度の結果です。納入されたシートの熱間圧延の詳細な条件は不明ですが、これらのシートは市場で広く販売されている市販グレードを表しています。 LAS の強度が高くなるのは、熱間圧延中に板が消費するエネルギーが大きいことと、冷却速度の加速が重なって寄与すると考えられます。ドッグボーン形状（全長250mm、幅22.5mm、肩間距離50mm、ゲージ長40mm、ゲージ幅14mm）のサンプルの一軸引張試験により真の機械的特性を調べました。真の弾性ひずみは、Instron 動的ひずみゲージ伸び計 2620-602 を使用して 25 mm の長さで測定されました。サンプルは、シート圧延方向 (RD) および横方向 (TD) に沿って調査されました。シートの厚み方向をＮＤとする。各公称 σYS および方向 (RD または TD) について、3 回の繰り返し測定が実行されました。

強磁性体の MBN は、応力状態 18、19、多くの用語で表現される微細構造 20、21、22、および DW の配列、厚さ、密度 22、23、24、25 の関数です。このため、前述のすべての側面に関して MBN の真の解釈が行われました (図 1 を参照)。

MBN に影響を与える側面とその分析に使用された実験手法の簡単なリスト。

電子後方散乱回折 (EBSD) 分析を使用して、調査したサンプルの微細構造を調査しました。 EDAX EBSDカメラを備えた走査型電子顕微鏡ZEISS Auriga Compactを使用した。生データは、信頼指数 (CI) 標準化の 1 ステップと粒子拡張の 1 ステップによって部分的にクリーン化されました。 CI > 0.1 の点のみが分析に使用されました。高角度の粒界 (方位差 > 15°) によって分離された領域のみが粒子として認識されました。相境界は高角度粒界と同様に DW の運動に影響を与えるため、この研究では初次フェライト粒子の内部に形成されたマルテンサイトラスを別個の粒子として考慮したことに注意してください。カーネル平均方位誤差 (KAM) マップは、5° の制限で最初の近傍のみについて計算されました。

サンプルのヒステリシスループは、振動サンプル磁力計 (VSM) Microsense EZ 9 を使用して測定しました。これらの測定では、底面直径約 4.2 mm、高さ約 2.5 mm の円筒形サンプルを使用しました。 1200 kA/m の最大磁場が、RD または TD に沿ってベース面に印加されました。測定された曲線の形状は、計算された減磁係数に基づいてさらに修正されました26。

リング状サンプル（外径直径24mm、内径18mm、高さ5～6mm）。磁化曲線の各点における初期磁化曲線の導関数 \(\left[{H}_{0 }{,B}_{0}\right]\) が微分比透磁率 \({\mu } _{差分}\)

ここで \({\mu }_{0}\) は真空の透磁率です。

可逆的な比透磁率は、周波数 10 Hz の小さな交流磁場によって励起された誘導電圧のロックインアンプ読み取り値を使用して測定されました。この誘導電圧は、直流磁場 H0 に重畳された強磁性体内に独占的に可逆的な磁気プロセスを引き起こします。可逆比透磁率は、次の式を使用して計算されます。

したがって、不可逆比透磁率 \({\mu }_{irr}\) は、微分比透磁率と可逆比透磁率の差として計算されます。

シート内の残留応力（深さ 0.15 mm）は、X 線回折 (XRD) 技術 (Proto iXRD Combo 回折計、{211} 面の Kα1 および Kα2、CrKα、 Winholtz および Cohen 法、1/2s2 = 5.75 TPa−1、s1 = − 1.25 TPa−1)。微小硬度 HV1 は、Innova Test 400TM 装置で測定されました (1000 g の荷重を 10 秒間、5 回の繰り返し測定)。マトリックスの微細構造を観察するために、長さ 15 mm の試験片を RD に沿って切断し、熱成形、研磨、研磨し、3% ナイタールでエッチングしました。

生の MBN 信号の取得は、RollScan 350 (最大電圧 ± 5 V、最大周波数 125 Hz、正弦波プロファイル、センサー S1-18-12-01) によって実行されました。 MBN は、ゼロ角度が RD に対応する 22.5° 刻みの角度依存性として測定されました。信号は、ソフトウェアパッケージ MicroScan 600 のハイパスフィルター (10 kHz) とローパスフィルター (1000 kHz) によってフィルター処理されました。このソフトウェアは、MBN と呼ばれるバルクハウゼンノイズの従来の実効 (rms) 値も抽出します。 MBNエンベロープは、フィルタリングされたMBN信号に基づいて再構築され、磁場内のMBNエンベロープ最大値の位置としてのPPパラメータも分析されました。最後に、Micro Scan 600 は、検出された MBN パルスの数と、MBN パルスの数が高さの関数としてプロットされた分布関数に関する情報も抽出しました。すべての MBN パラメータは、10 回の連続したバースト (5 つのヒステリシスサイクル) を平均することによって取得されました。

表 2 に示した機械的特性は、図 2 に示した応力 - ひずみ曲線から得られたものです。真の σYS は、保証された最小値 (公称値) に近い値です。 σYS および σUS (極限強度) の増加は、破断点伸びの減少を犠牲にしています。公称 σYS 値が 355 MPa および 500 MPa の LAS の σYS 成長のメカニズムは、主に結晶粒微細化に基づいています (後述)。したがって、この概念により鋼の強度と靱性が向上するため、破断点伸びが σYS とともに増加する可能性があると予想できます1。

エンジニアリング応力-ひずみ曲線、RD。

ただし、この特定のケースでは、この動作は見つかりませんでした。 TD の σYS および σUS は RD よりも大きく、この進化は破断点伸びに関して逆になります (表 2 を参照)。これは、転位の増殖とそれらの相互作用に基づく加工硬化機構が、圧延中に生じる結晶学的不均一性の結果として、TD の早い段階で消費されることを意味します。 σUS の伸びは σYS の伸びよりも低い。このため、比 σYS/σUS は σYS とともに緩やかに増加しますが、早期に飽和します (表 2 を参照)。

MBN は通常、微細構造に非常に敏感です。したがって、MBN 発光の真の解釈を得るには、微細構造の重要な側面の説明を議論する必要があります。より詳細な情報とより深い洞察は、以前の研究で見つけることができます1、28、29。 LAS が強化されるメカニズムは、結晶粒の微細化、相変態、および析出物の存在によって引き起こされます 1,27。機械的特性は、熱間圧延温度、マトリックスによって消費されるエネルギー、冷却速度などの結果として、それらの重なり合う寄与によって与えられます1、28、29。

σYS = 355 MPa および 500 MPa の LAS の強化は主に結晶粒微細化に基づいています。 σYS = 235、355、および 500 MPa の LAS の微細構造は完全にフェライト質であり、局所的なパーライト島を備えています。図 1 と 2 を参照してください。完全にフェライト質のマトリックスは、熱間圧延後の冷却速度が低いこと（空冷を考慮）を示し、σYS による粒径の減少は、熱間圧延中のオーステナイトの加工硬化が高い（フェライト核生成に適したサイトの密度が高い）ことを示します。

金属組織学的画像。

IPFのEBSD数値。

σYS = 700 MPa の LAS の微細構造は、加速された冷却速度の結果としてフェライト + ベイナイトで構成されます 1,29 (完全なフェライト系マトリックスと比較して)。図 2、3 を参照。 3Dと4D。より高い σYS は、相変態とそれに対応する転位の遅延によるものです。 σYS = 960 MPa の LAS は、ベイナイト + マルテンサイトの混合物として複雑なマトリックスを表します (28 で報告されている IQ EBSD 画像に基づく)。一方、σYS = 1100 MPa の LAS は完全にマルテンサイトです。 σYS の漸進的な増加は、冷却速度の増加による微細構造とそれに対応する転位の移動度によって与えられます1。これらの図は、多かれ少なかれ等軸フェライト粒子が粗板ベイナイトとマルテンサイトに置き換わっていることも示しています。すべての LAS の粒径 d の分布関数を図 5 に示します。

公称σYSの関数としての粒径の分布。

運動中の転位は熱間圧延中に消滅する傾向があります。しかし、消滅は不完全であり、転位の特定の部分がマトリックス内に保持され、σYS とともに成長します（図 6 を参照）。さらに、加速された冷却速度での相変態により拡散が回避され、格子内の短距離せん断が促進されます。したがって、図 6 は、σYS に伴う転位密度の増加に起因する格子方位ずれの増加を示しています。

KAM マップ、EBSD。

転位密度の増加に関する情報は、HV1 測定および XRD フェライトパターンの FWHM も証明します (これらの鋼の XRD の FWHM は転位密度と主に関連しています 30)。図 7a を参照してください。特に、HV1 は σYS に対してほぼ直線的に増加します。フェライト粒子の微細化により、引張残留応力の振幅が増加します（図 7b を参照）。冷却速度が加速されるとすぐに、相変態が熱間圧延中にマトリックスに蓄積された多くのエネルギーを消費するため、引張応力の振幅は減少します1,28。 RD と TD における I タイプの巨視的残留応力の変化 (図 7b に示す) は非常に似ています。

公称σYSの関数としてのXRDおよび残留応力のHV1とFWHMの変化。

DW の厚さ、エネルギー、間隔に関する情報は、Stoner-Wohlfarth モデルを使用して (VSM 技術を使用して) ヒステリシスループから結晶磁気異方性定数 K1 を測定すると得られます。

ここで、HA は異方性磁場、Ms は飽和磁化 (ヒステリシスループからも得られます) です。 180° DW の厚さ δ は、交換エネルギーと異方性エネルギーの最小値によって決まります 8、9、33。

ここで、A は交換剛性 (Fe 合金の場合 1.26 × 10–11 J m−1 8,9) です。 DW のエネルギー γ は δ8,30,31 に反比例します。

表 3 は、測定された Ms、取得された K1、および計算された δ と γ に関する情報を示します。 Ms、K1、δ、γ に関するサンプル間の差はわずかである一方、測定された保磁力 Hc は格子欠陥密度 (特に転位密度) の増加の結果として σYS とともに徐々に増加することが報告されています。、図６および７ａを参照）。

EBSD 観察からの Ms、γ、および粒径 d 分布に関する情報があれば (図 5 を参照)、DW の間隔 D も計算できます 33:

DW の間隔 D は、さまざまなサイズ d の粒子内で計算できます。また、DW の平均間隔と調査領域ごとの DW の対応する数も計算できます。図 8 を参照してください。図 8a は、D が主に DW であることを明確に示しています。粒子サイズの関数と D 対 d の変化は、Ms が類似しているため、すべての LAS でほぼ同じです (表 3 を参照)。ただし、σYS とともに d が減少すると、DW の密度とそれに対応する DW の数が増加します (図 8b を参照)。

DW の間隔、平均粒径、DW の数 (0.0625 mm2 あたり) の推移。

複素透磁率の実部の最大値（低磁場における）が降伏強さσYSの増加とともに減少する傾向は、図9aで明確に見られます。 σYS の値が高いほど、材料中に発生する磁壁の移動の障害となる転位密度が高く、複素透磁率の実部が減少すると考えられます。複素透磁率の実部の最大値が高い場合、ほとんどの反転磁化過程がより低い磁場で実現されるため、より低い磁場で磁場とともに減少する傾向が生じます（σYS = 700 MPaのサンプルを除く）。磁場。不可逆成分（図9b）はσYSとともに減少する傾向があり、最大値はより高い磁場の方にシフトしますが、この進化は単純ではありません。透磁率の進化は主に、σYS の増加に伴うピン止めサイト (特に転位セル) の密度の増加によって引き起こされます。これらのサイトは、DW と対応するドメインのピンを外すのに必要な磁場を増加させ、運動中の不可逆的な DW の自由行程を短くします。さらに、DW の曲げや可逆回転などの可逆プロセスに対して、隣接する固定サイト間の自由距離も短くなります (可逆運動を犠牲にして不可逆運動を促進します)。

公称降伏強さ σYS をパラメータとした、可逆透磁率と不可逆透磁率の磁場に対する依存性。

図 10 と 11a は、以前に議論したように、DW の密度の増加と、MBN に寄与する DW の対応する不可逆的なジャンプの結果として、MBN がフェライト粒子の微細化（σYS = 235、355、および 500 MPa の LAS の場合）とともに成長することを示しています。坂本ら23またはAnglada-Riveraら24。また、Sakamoto ら 23 は、MBN 信号の実効値が粒子サイズの平方根に反比例することも報告しています。

Cg が粒子サイズに依存する定数の場合。ＲＤおよびＴＤのＭＢＮに関して表される磁気異方性は、ＴＤと比較してＲＤのＭＢＮがわずかに多い場合、フェライト系ＬＡＳでは非常に低い（図１および図２を参照）。相変態が起こるとすぐに、この比率は逆転し、前述の異方性は σYS = 960 および 1100 MPa の LAS にとって価値のあるものになります。図 10 および 11 も参照してください。ＴＤは磁化容易軸となり、ＲＤは磁化困難軸となる。この磁気異方性の程度は、σYS とともに徐々に増加します (図 11b を参照)。 TD を犠牲にして RD 内で MBN が増加することは、TD への DW の再調整 (後述) に関連しています。

公称 σYS の関数としての MBN の角度分布。

MBN の進化と MBN 異方性。

MBN は、次のように、検出された MBN パルスの数 n とその高さ Xi で表すこともできます。

図１２ａに示されたＭＢＮパルスの分布関数は、より高いσＹＳのＬＡＳについて弱いパルスの数が増加していることを示している。図 12b は、2.5 mV を超える強い MBN パルスの数に関して、サンプル間の顕著な違いも示しています。図を比較してください。図１１ａおよび１２ｂでは、ＭＢＮと特に強いＭＢＮパルスの数との間に強い相関関係が観察される。

MBN 波高分布と MBN パルス数の推移。

RD と TD で検出されたすべての MBN パルスの数は、特に σYS が低い LAS で非常に似ています (図 12b を参照)。このため、MBN は 2 つの主要な要因によって推進されます。 (i) 検出されたパルスの数。 (ii) DW の調整。最初のものは、完全なフェライト系マトリックスで優勢です。 2 番目の状態は、相転移が起こるときに優先されます (図 13b を参照)。図 13a は、検出された MBN パルスの数と計算された DW の数の間の強い相関関係を示しています。ただし、検知コイルの面積が EBDS の観察面積 (わずか 0.0625 mm2) よりもはるかに大きい (約 4 mm2) にもかかわらず、計算された DW の数は検知コイルで検出された DW の数よりもはるかに多くなります。この注目すべき論争は、DW の動きが雪崩の形で集合的なプロセスである場合の DW10、11、12 のクラスタリングによって引き起こされます。そのため、単一の DW から発生する電磁パルスは時間的に重なり合います。さらに、データ収集用の 6.7 MHz という限られたサンプリング周波数も一定の役割を果たします。

DW の数と MBN パルスの数、および DW の数と MBN の関係。

転位密度の増加による HV1、Hc の増加は、MBN 包絡線の位置と対応する PP にも影響します。図 14 を参照してください。 MBN は、ピン止めサイトの反対の増加 (ピン止め密度の増加) により、σYS とともにより高い磁場の方へシフトします。サイト）。より低いσYSのLASのPPは同様ですが、σYS = 960および1100 MPaのLASのTDへのDWの再調整により、RDと比較してTDのPPがわずかに低くなります（図14bを参照）。これは、RD での磁化中の DW の回転の初期位相の結果ですが、磁化が TD にある場合、この位相は大きく減衰します 22、34。図 15b は、以前に報告されたように、PP がマトリックスの硬度と、対応する格子欠陥の密度の関数であることを明確に証明しています 13。

RD における MBN エンベロープと PP の進化。

DW の数と MBN の数。名目上の σYS による E の発展。

LAS 特性評価における PP パラメータの感度は、PP と HV1 または/および Hc13、20、25 との直接的な相関関係の結果として、非常に良好です。言い換えれば、σYS は HV1 と強い相関があるため、PP は容易かつ直接 σYS と関連付けることができます。一方、MBN は σYS とともに増大するため、マトリックスのピン止め強度の増加は、バルクハウゼンノイズ信号の実効値において小さな役割しか果たしません。印加される磁場は、すべての LAS の DW のピンを外すのに十分な強さです。最大のなだれを生成するために使用される磁場の強度は、PP で表される磁場内の MBN エンベロープ最大の位置に直接関連付けられます。図 14 を参照してください。一方で、ピン止めサイトの密度を増加させると、 DW の動きの自由行程を減らします。一方、移動中の DW がピンニングサイトに遭遇するイベントの頻度が増加すると、電磁パルスによって生成されるパルスの数が増加します。

MBN への残留応力の特定の寄与は、引張応力の振幅の増大に伴って MBN が増加する場合にのみ、フェライト系 LAS について考慮できます。図 1 と 2 を参照してください。 7bと11a。相変態が起こるとすぐに、微小な応力の影響が優勢になり、巨視的な残留応力は何の役割も果たさない8、20、21。不可逆透過性とMBNの間の相関関係は弱いです（図9aと11aを比較）。 MBN とは対照的に、不可逆透過性は σYS とともに減少します (特に TD で)。それらの物理的起源はまったく異なることに注意する必要があります。透磁率は磁区再調整の結果としてサンプルの磁化率とより関連しているのに対し、MBN は主に DW の不可逆運動と関連しています9。ドメインとその周囲の DW の動きは相互に関連していますが、より大きなドメインで構成される体の磁化率は高くなる可能性がありますが、DW の密度が低いため MBN は弱くなる可能性があります (この特定のケースで実証されているように)。

この研究で観察された TD 内の DW の再配列は、引張試験後の Trip 鋼と S235 鋼ですでに証明され、報告されています 13,35。特に、S23513 を使用した研究で観察された挙動は、この研究の同様の挙動と密接に関連している可能性があります。これは、S235 がすべての LAS の親体 (化学変化が少しあったにもかかわらず) とみなせるためです。 RD と TD における MBN の進展は、作用する荷重の領域が異なるにもかかわらず、非常に似ています (この研究では、冷間単軸張力 13 と熱サイクルを重ねた多軸)。

TD への DW の再調整と、サンプルが TD および RD で磁化されたときの DW の運動のさまざまなメカニズムは、MBN エネルギーに基づく計算に Martinez-Ortiz らの単純化されたモデルを使用することによって証明することもできます。36 MBN封筒に。著者らは、純粋な 180° DW の不可逆運動 E180 に関連する MBN エネルギーが主ピーク付近の領域の MBN 包絡線から計算できるモデルを提案しました。一方、DW の回転または/および 90° 運動は特に領域内で検出できます。最初に検出されたパルス (E90) を超えるエンベロープの初期位相。図１５ｂは、ＲＤおよびＴＤにおけるフェライト系ＬＡＳの同様のＥ１８０およびＥ９０、ならびにより低いＥ１８０／Ｅ９０を示す。一方、TD の E180 は低い E90 を犠牲にして増加し、結果として E180/E90 が高くなります。一方、RD では E180 は E180/E90 とともに減少します。この動作は、前に説明したように、RD 内の DW の初期ローテーションを示します 34。

最後に、LAS マルテンサイトの MBN は、たとえば軸受鋼に由来する MBN よりも大幅に高いことに注意する必要があります 21。軸受鋼では高密度の DW を備えた非常に微細な針状マルテンサイトが期待できますが、高い C 含有量と追加の合金元素により、はるかに高い転位密度、特に高密度の析出物 (特に Fe3C) を備えたマトリックスが生成されます。運動中の DW を強く妨げる（および/または不可逆運動中の DW の自由行程を非常に短くする）ため、MBN が約 1 桁低くなります 20,21。

主な調査結果は次のように要約できます。

フェライト構造の LAS における MBN は主に結晶粒微細化と DW の密度によって引き起こされます。

TDのMBNがRDのMBNよりも多い場合、加速された冷却速度の結果としての相変態により、顕著な磁気異方性を備えたマトリックスが生成されます。

冷却速度が加速されると、RD を犠牲にして DW が TD に整列する傾向があります。

検出された MBN パルスの数は MBN に強く影響し、d および DW の密度と相関します。

PP は、変数 σSY および対応する HV1 の LAS 特性評価に簡単に使用できます。

残留応力と微細な析出物の MBN への寄与はわずかです。

これらの発見を再現するために必要な生データは、技術的な制限により簡単に共有できません (一部のファイルは大きすぎます)。ただし、著者は個別のリクエストに応じてデータを共有することができます (メールアドレスを使用して対応著者に連絡してください)。

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この出版物は、欧州地域開発基金との共同融資によるプロジェクト「輸送車両の推進、動力および安全コンポーネントのための革新的ソリューション」コード ITMS 313011V334 の運用プログラム統合インフラストラクチャ 2014 ～ 2020 年の支援により実現しました。この研究は、契約 APVV-20-0072 に基づいてスロバキア研究開発庁から資金提供を受けたプロジェクト「FUCO」の枠内でも実現されました。スロバキア共和国教育省科学助成庁およびスロバキア科学アカデミーによるプロジェクト VEGA 1/0143/20 および 1/0052/22。 O. ジヴォツキーは、チェコ共和国教育・青少年・スポーツ省管轄のプロジェクト SP2022/25 からの支援を認めます。

ジリナ大学、Univerzitná 1、010 26、ジリナ、スロバキア

M. ネスルサン、M. ピトニャク、P. ミナリク

カレル大学数学物理学部、Ke Karlovu 5、121 16、Praha 2、チェコ共和国

P.ミナリク

コシツェの PJ シャファリク大学理学部物理学研究所、Park Angelium 9、040 01、コシツェ、スロバキア

M. トカチ & P. コラール

電気工学およびコンピュータサイエンス学部、VŠB – オストラヴァ工科大学、17. Listopadu 2172/15、708 00、オストラヴァポルバ、チェコ共和国

O.ライフ

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Neslušan, M.、Pitoňák, M.、Minárik, P. 他低合金鋼におけるバルクハウゼンノイズ放射に対する磁壁の厚さ、密度、配列の影響。 Sci Rep 13、5687 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-32792-1

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受信日: 2023 年 2 月 7 日

受理日: 2023 年 4 月 2 日

公開日: 2023 年 4 月 7 日

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