Физика металлов и металловедение

СТРУКТУРА ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ДИНАМИЧЕСКОМУ КАНАЛЬНО-УГЛОВОМУ ПРЕССОВАНИЮ В МЕДНЫХ ОБОЛОЧКАХ

ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ШОРОХОВ Е.В., ФРОЛОВА Н.Ю., ЖГИЛЕВ И.Н., ХЕЙФЕЦ А.Э.

Методами металлографии и электронной микроскопии установлено, что динамическое канально-угловое прессование титана в медных цилиндрических оболочках достаточной толщины устраняет эффекты локализованной деформации в виде трещин и полос адиабатического сдвига, которые наблюдались при деформации без оболочек. Данный вид деформации осуществляется образованием многочисленных двойников, в результате исходные зерна дробятся на малые участки. Наряду с двойниками обычной морфологии в виде пластин, наблюдаются волнообразно изогнутые “некристаллографические” двойники, появление которых обусловлено ротационными модами деформации. Обнаружено образование двойников в виде стержней, которые в отдельных местах группируются в пластинчатые пакеты, расположенные перпендикулярно продольному направлению образца. Формирование многочисленных двойников в титане при динамическом канально-угловом прессовании приводит к повышению микротвердости на 15–35%. Двойникование может быть использовано для повышения прочностных характеристик титана, дополнительно к получению нанокристаллической и субмикрокристаллической структур.

ДЕФОРМАЦИЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В МЕДИ ПРИ РАЗНОЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В НАКОВАЛЬНЯХ БРИДЖМЕНА

ЧАЩУХИНА Т.И., ВОРОНОВА Л.М., ДЕГТЯРЕВ М.В., ПОКРЫШКИНА Д.К.

Анализ структурных изменений, происходящих в меди при деформации сдвигом под давлением, проведенный с использованием формализма Зинера–Холомона, показал, что температурно-скоростные границы стадий структурных состояний не зависят от скорости вращения наковальни. Показана зависимость размера элементов структуры от температурно-скомпенсированной скорости деформации. Низкая скорость вращения наковальни позволила выявить циклический характер динамической рекристаллизации при деформации сдвигом под давлением. Опережающий рост отдельных зерен в ходе постдинамической рекристаллизации происходит, если деформация остановлена на стадии частичной динамической рекристаллизации, или на стадии полной динамической рекристаллизации, когда по окончании деформации цикл рекристаллизации был не завершен.

СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ ПРИ ТРЕНИИ БОРСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ И ПОКРЫТИЙ С АМОРФНОЙ СТРУКТУРОЙ

КУКАРЕКО В.А.

Исследовано структурное состояние и износостойкость электрохимических покрытий Со–В и Ni–B с различным содержанием бора, а также аморфных сплавов Ni–Сo–Fe–Cr–Mo–Si–B и Ni–Fe–Si–B, полученных скоростной кристаллизацией из расплава. Установлено, что в Co–B- и Ni–B-покрытиях при содержании бора <8 ат. % формируется твердый раствор бора в матричной фазе, и покрытия характеризуются высоким сопротивлением разрушению при трении. При содержании бора 8–15 ат. % в покрытиях образуется метастабильная аморфная структура с пониженной износостойкостью. Увеличение содержания бора до 20 ат. % стабилизирует аморфную структуру покрытий, что приводит к увеличению их сопротивления разрушению. Сделано заключение, что в процессе фрикционного взаимодействия на поверхности аморфных сплавов происходит образование кристаллических слоев, находящихся под действием растягивающих напряжений и характеризующихся пониженной стойкостью к разрушению. Различие в износостойкости исследуемых сплавов объяснено неодинаковой деформационно-термической устойчивостью аморфной структуры материалов.

МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВОМ СПЛАВЕ, ЗАКАЛЕННОМ ИЗ РАСПЛАВА

ДАНИЛЬЧЕНКО В.Е., ДЕЛИДОН Р.Н., КОСИЦЫНА И.И., САГАРАДЗЕ В.В.

Металлографическим и рентгеноструктурными методами исследованы закономерности мартенситного превращения в железоникелевом сплаве Н31, быстро охлажденном из расплава. Существенно различная объемная доля мартенситной фазы в локальных областях тонких лент сплава связывается с размерным эффектом превращения и структурной неоднородностью лент.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЛЕНОК ДИБОРИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

ГОНЧАРОВ А.А.

Описаны физические процессы, происходящие при формировании структуры пленочных покрытий диборидов переходных металлов, полученных методом магнетронного распыления (ПТ и ВЧ). Определены факторы, влияющие на формирование структуры пленочных покрытий: энергия конденсируемых атомов и температура подложки. Показана роль каждого фактора при формировании структуры пленок. Определены оптимальные энергетические условия формирования пленок диборидов переходных металлов с наиболее высокими физико-механическими характеристиками: потенциал смещения –50 В (ПТ) и ±50 В (ВЧ), температура подложки 500°. При этом происходит формирование сверхстехиометрических пленок МеВ2.4 размером зерна 20 нм и более. Если энергии, поставляемой растущей пленки, недостаточно, чтобы стимулировать ее кристаллизацию и формирование текстуры роста (00.1), происходит формирование достехиометрических наноструктурных или аморфно-кластерных пленок. Предложена физическая модель формирования критического зародыша, приводящего к росту столбчатой структуры пленок диборидов переходных металлов.

УРАВНЕНИЯ В ВАРИАЦИОННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ СУММ МОДЕЛЕЙ ХАББАРДА И АНДЕРСОНА

ЧАЩИН Н.И.

Метод производящего функционала функций Грина получил дальнейшее развитие в рамках модели Хаббарда и однопримесной модели Андерсона. В отличие от работ, предложенных авторами ранее, здесь уравнения в вариационных производных для статистических сумм представлены в замкнутой форме, т.е. роль переменных играют не внешние локальные флуктуирующие поля, а физические матричные параметры систем. Решения этих уравнений являются производящими функционалами различных функций Грина. Показано, что простейшие итерационные решения по параметрам и в случае модели Хаббарда, или и – для модели Андерсона, где U – величина кулоновского отталкивания на узле, W – ширина свободной электронной зоны, – ширина примесного уровня, приводят к известным результатам пределов слабой и сильной связи.

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЯ ПАЙЕРЛСА ДЛЯ ГРАНИЧНЫХ ДИСЛОКАЦИЙ

ОСТАПОВЕЦ А., ПАЙДАР В.

Проведена оценка напряжения Пайерлса для двойникующих 1/6 111 -дислокаций и полных 1/2 111 -дислокаций в ОЦК-структуре. Расчеты проведены в рамках формализма Пайерлса–Набарро. Напряжения Пайерлса были получены из энергии миграции двойниковой границы tbm и энергии нестабильного дефекта упаковки us. Для вычисления tbm и us был использован ряд обобщенных многочастичных межатомных потенциалов. Потенциалы были определены таким образом, чтобы обеспечить различную стабильность ОЦК-структуры относительно других структур. Показано, что использованный подход позволяет получить реалистичные значения напряжения Пайерлса. Величины напряжения Пайерлса для 1/6 111 -двойникующей дислокации являются очень чувствительными к параметрам модели, в отличие от напряжения Пайерлса для полных 1/2 111 -дислокаций.

ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЦЕМЕНТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕДНЫХ СПЛАВОВ С ЖИДКИМ ГАЛЛИЕМ И ЕГО ЭВТЕКТИКАМИ. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОЗИТОВ CU/BI С ЖИДКИМ ГАЛЛИЕМ

SEPELAK V.

Методами атомно-силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии исследовалось строение металлических цементов, образующихся при взаимодействии механокомпозитов Cu/Bi с жидким галлием при комнатной температуре. Установлено, что базовый для этого металлического цемента интерметаллид CuGa2 формируется в виде тетрагональных кристаллов размером 1–4 мкм, причем для них характерен слоисто-спиральный рост. Вторая фаза – висмут – адсорбируется на ступенях роста в виде дисперсных образований 70–250 нм, отмечены также локальные скопления висмута микронных размеров. Показано, что в металлическом цементе, сформировавшемся при комнатной температуре, остаются области непрореагировавшего композита Cu/Bi.

ОБРАЗОВАНИЕ ТЕКСТУРЫ В ТОНКИХ ЛЕНТАХ FE–NI-СПЛАВОВ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ

ГЕРВАСЬЕВА И.В., РОДИОНОВ Д.П., ХЛЕБНИКОВА Ю.В., КАЗАНЦЕВ В.А.

На основе анализа функции распределения ориентаций проведен количественный анализ текстур прокатки в железоникелевых сплавах в широком диапазоне концентраций легирующего элемента. Установлено, что, несмотря на значительное повышение параметра кристаллической решетки в исследованных сплавах, текстура деформации в них подобна текстуре деформации в чистом никеле, что дает возможность получать в результате первичной рекристаллизации совершенную кубическую текстуру. Показано, что использование двухступенчатых отжигов позволяет повысить остроту кубической текстуры в исследованных железоникелевых сплавах.

ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ ТРУБНОЙ СТАЛИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ В КОНТАКТЕ С СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДОЙ

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ТАБАТЧИКОВА Т.И., ТЕРЕЩЕНКО Н.А., ЯКОВЛЕВА И.Л.

Исследованы фазовый состав и структура дефектных фрагментов трубопроводов после длительной эксплуатации в контакте с сероводородсодержащей средой. По изменению структуры реконструирован процесс зарождения трещин и разрушения низкоуглеродистой феррито-перлитной стали, содержащей шлаковые расслоения и выделения сульфидов типа (Fe,Mn)S. Проанализированы условия, при которых в ходе эксплуатации формируется блочная субструктура цементита, происходит трансформация пластинчатой формы карбидной фазы. Установлено, что выделяющиеся при этом дисперсные карбиды ограничивают подвижность дислокаций и тем самым способствует деградации эксплуатационных свойств трубной стали.

ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАНГАНИТЫ LA1 - XCAXMNO3

БЕБЕНИН Н.Г.

Дается краткий обзор свойств ферромагнитных манганитов La1 - xCaxMnO3. Рассматриваются решеточные свойства, магнитные свойства, явления переноса, магнитный резонанс, результаты нейтронографических и оптических исследований. Особое внимание уделяется эффектам, наблюдаемым вблизи температуры Кюри.