Физика металлов и металловедение

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖАРОПРОЧНОСТИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ С КАРБИДНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

КОСИЦЫНА И.И., КОЧЕТКОВА Т.Н.

Исследованы структура, механические свойства, характеристики жаропрочности (пределы кратковременной и длительной прочности, длительная пластичность, скорость ползучести, время до разрушения) высокопрочных аустенитных сталей на различной основе: марганцевой - 45Г20М2Ф2, никелевой - 45Н26М2Ф2, хромоникелевой - 45Х18Н18М2Ф2, хромоникельмарганцевых -45Х18Н10Г10М2Ф2 и 50Х16Г15Н6М2Ф2. Упрочнение сталей осуществлялось с помощью дисперсионного твердения за счет карбидов VC и Ме23Сб. Оценена долговечность исследованных высокопрочных аустенитных сталей при испытаниях на ползучесть при температурах 500, 600, 700°С и напряжениях от 200 до 600 МПа. Обсуждена взаимосвязь легирования, наблюдаемых различных механизмов распада и морфологии выделения карбидов в аустенитных сталях на различной основе с их уровнем прочности, пластичности и жаропрочности.

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СПЛАВА PD-CU-AG ПРИ УПОРЯДОЧЕНИИ

ВОЛКОВ А.Ю., ПАЦЕЛОВ А.М.

Обсуждается кинетика процессов упорядочения и распада в сплаве системы Pd-Cu-Ag (сверхструктура B2) при отжигах в различных исходных состояниях. Приведены результаты механических испытаний на растяжение. Проводится сравнение электрических и механических свойств с исходным бинарным сплавом Cu-40Pd.

СВЕРХТОНКИЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ В ОЦК-РАЗУПОРЯДОЧЕННЫХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ FE100 _ XGEX (X = 5-32)

КОНЫГИН Г.Н., ЕЛСУКОВ Е.П., ПОРСЕВ В.Е.

Методами рентгеновской дифракции, мессбауэровской спектроскопии и магнитных измерений исследованы полученные механическим сплавлением в шаровой планетарной мельнице ОЦК-разупорядоченные нанокристаллические однофазные сплавы Fe-Ge с концентрацией Ge (x) от 0 до 32 ат.%. Установлено, что концентрационные зависимости параметра ОЦК-решетки и средних сверхтонкого магнитного поля на ядре атома Fe H Fe (x) и магнитного момента на атом Fe mFe (x) имеют промежуточный характер относительно сплавов Fe-Si и Fe-Sn. Дано количественное феноменологическое описание HFe (x) и mFe (x) в неупорядоченных сплавах Fe-Ge через характеристики локального окружения атомов Fe.

РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ НА ЦЕПОЧКЕ СПИНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ В МОДЕЛИ ИЗИНГА

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., НАЙШ В.Е., САГАРАДЗЕ И.В.

Рассматривается упругое спиновое магнитное рассеяние неполяризованных нейтронов на одномерной моноатомной эквидистантной цепочке в модели Изинга во внешнем магнитном поле. С использованием метода трансфер-матрицы Крамерса-Ваннье получено общее выражение для интенсивности рассеяния, пригодное для учета взаимодействия между ближайшими и следующими за ближайшими соседями. Сформулированы математический и физический критерии возникновения или подавления фазового перехода в системе при стремлении температуры к нулю. Показано, что в рассматриваемой системе возникает конкуренция не только между энергиями взаимодействий, но и между ними и энергией внешнего магнитного поля, так что результирующее влияние всех этих энергий определяет температурную эволюцию рассеяния. Найдены критические значения магнитного поля, при которых происходят фазовые переходы, и определены магнитные структуры при различных соотношениях между взаимодействиями ближайших соседей, вторых соседей и магнитным полем.

СТРУКТУРА, ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ С МАРТЕНСИТНОЙ ОСНОВОЙ

МАКАРОВ А.В., КОРШУНОВ Л.Г., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ЧЕРНЕНКО Н.Л., ФИЛИППОВ Ю.И.

Исследована износостойкость при абразивном воздействии и трении скольжения в окислительной и безокислительной средах десяти азотсодержащих (0.07-0.22 мас. % азота) высокохромистых сталей с мартенситной, мартенситно-ферритной и мартенситно-аустенитной структурами, а также механические свойства трех мартенситных азотистых сталей и углеродсодержащей стали 20X13 (0.19% углерода). Установлено повышенное сопротивление изнашиванию в условиях трения скольжения мартенситно-ферритных сталей, а также положительное влияние метастабильного азотистого остаточного аустенита на износостойкость и снижение коэффициента трения мартенситно-аустенитной стали. Дополнительное легирование азотистых сталей молибденом и ванадием не приводит к увеличению их абразивной износостойкости. Обнаружено сильное отрицательное влияние фрикционного окисления на износостойкость азотсодержащих сталей при трении на воздухе. При испытаниях в безокислительной среде азотсодержащие мартенситные стали по износостойкости сравнимы со сталью 20X13. Установлено менее эффективное влияние азота (в сравнении с углеродом) на прочностные свойства сталей с мартенситной структурой. Выявлена повышенная хрупкость азотсодержащих мартенситных сталей в условиях механических и трибологических испытаний.

КИНЕТИКА НЕРАВНОВЕСНЫХ НОСИТЕЛЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗДЕЛЕННЫХ ДВУМЕРНЫХ СЛОЯХ В КВАНТУЮЩЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

ЛЯПИЛИН И.И., БИККИН X.М.

На основе метода неравновесного статистического оператора построены уравнения баланса импульса и энергии, описывающие кинетику неравновесных носителей заряда в пространственно разделенных двумерных слоях в квантующем магнитном поле. Изучен отклик, возникающий во втором слое при пропускании через первый слой электрического тока. В качестве механизма, ответственного за возникновение отклика, рассмотрено кулоновское взаимодействие между зонными носителями заряда, находящимися в разных слоях. Рассмотрен случай, когда неравновесное состояние носителей заряда можно описать средними значениями полной энергии, полного импульса и числа частиц.

КВАНТОВАЯ СПИНОВАЯ ЖИДКОСТЬ В АНТИФЕРРОМАГНИТНОЙ ЦЕПОЧКЕ СО СПИН-ФОНОННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ С S = І/2

АПЛЕСНИН С.С.

Исследуется основное состояние антиферромагнитной цепочки со спинами S = 1/2, взаимодействующими с акустическими фононами в неадиабатическом приближении квантовым методом Монте-Карло. Вычисляется плотность состояний фононных, одно- и двухчастичных спиновых возбуждений, функции распределения чисел фононов по импульсам, величины энергии щелей в спектрах одно- и двухчастичных спиновых возбуждений. Найдены величины энергий связанных спин-фононных возбуждений, включая область щели триплетных и синглетных возбуждений, среднеквадратичное смещение ионов. Вычислено отношение между продольными и поперечными ближайшими спиновыми корреляционными функциями в зависимости от α. Определена фазовая граница квантовой спиновой жидкости, имеющая активационный характер возбуждений. Объясняются оптические, упругие и магнитные свойства CuGeO3.

РАСЧЕТ ДВОЙНЫХ ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ, ОСНОВАННЫЙ НА СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

СОН Л.Д., РУСАКОВ Г.М., КАТКОВ Н.Н.

В рамках статистической модели, описывающей плавление бинарных систем с ограниченной растворимостью компонентов, реализован расчет двойных фазовых диаграмм температура-концентрация. Проведены пробные расчеты диаграмм состояния для сплавов серебро-медь и галлий-свинец. Получено хорошее согласие с известными диаграммами этих систем при использовании пяти феноменологических параметров; при этом четыре из них описывают плавление чистых компонентов и имеют универсальный характер, и только один параметр определяется непосредственно из двойной диаграммы. Для системы серебро-медь модель предсказывает явление ретроградного солидуса со стороны твердых растворов на основе меди. Для системы галлий-свинец температуры монотектического и эвтектического равновесия, рассчитанные без подгонки, согласуются с экспериментом в пределах погрешности их измерения.

ГИГАНТСКИЙ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В МУЛЬТИСЛОЯХ FE/CR В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ ЧАСТОТ

УСТИНОВ В.В., РИНКЕВИЧ А.Б., РОМАШЕВ Л.Н., БУРХАНОВ А.М., КУЗНЕЦОВ Е.А.

Исследовано проникновение электромагнитного поля через сверхрешетки Fe/Cr в широком интервале частот от 0.1 МГц до 38 ГГц. Показано, что заметная частотная зависимость коэффициента прохождения появляется, начиная с волн метрового диапазона. В диапазонах сантиметровых и миллиметровых волн изменение коэффициента прохождения обусловлено двумя физическими явлениями: гигантским магнитосопротивлением и ферромагнитным резонансом. В этих частотных диапазонах вдали от условий резонанса наблюдается примерное равенство относительного изменения микроволнового коэффициента передачи и магнитсопротивления, измеренного на постоянном токе. Однородная мода ферромагнитного резонанса наблюдается на частотах миллиметрового диапазона, если внешнее постоянное магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы переменного магнитного поля электромагнитной волны волноводной моды Н10.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В МАГНЕТИКАХ НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТНЫХ АЛГОРИТМОВ

АХМАДУЛЛИН Р.Н., ВАЗИЕВ Э.М., ЗВЕРЕВ В.В., ФИЛИППОВ Б.Н.

Компьютерное моделирование нелинейной динамики доменной стенки в магнитно-одноосной неограниченной среде проводится с помощью динамически адаптивной численной схемы, основанной на использовании метода вейвлет-разложений. Подробно представлена структура вейвлет-алгоритма. Произведено сравнительное тестирование численной схемы нового типа и показано, что она обладает большим быстродействием по сравнению с традиционным методом конечно-разностных аппроксимаций. Представлены результаты моделирования динамики в полях с кусочно-постоянной зависимостью от времени. Обсуждается эффективность вейвлетного подхода при численном моделировании нелинейной динамики хорошо локализованных объектов, обладающих внутренней структурой.

О РАЗВИТИИ РАЗРУШЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ ПАРОПРОВОДОВ ТЭС

МИНЦ И.И., НОВОСЕЛОВА Н.Г.

В работе показана принципиальная возможность эксплуатации гибов паропроводов после начала порообразования и оценена остаточная долговечность гибов в зависимости от уровня микроповрежденности, структурного состояния металла, температуры и напряжения.

О ВОЗМОЖНЫХ ПОЗИЦИЯХ АТОМОВ УГЛЕРОДА В РЕШЕТКЕ ЦЕМЕНТИТА

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ЯКОВЛЕВА И.Л., МИРЗАЕВ Д.А., ОКИШЕВ К.Ю.

Рассмотрены возможные кристаллографические позиции, которые могут занимать атомы углерода в решетке цементита при неизменном расположении в ней атомов железа, а также изменения ближайшего окружения атомов железа при различных вариантах расположения атомов углерода. Проводится сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными, полученными методом EELFS - протяженных тонких структур спектров энергетических потерь электронов.