Физика металлов и металловедение

ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОНЫ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЙ–ТАНТАЛ (СВАРКА ВЗРЫВОМ)

ВОЛКОВА А.Ю., ГРИНБЕРГ Б.А., ИВАНОВ М.А., ЕЛКИНА О.А., ИНОЗЕМЦЕВ А.В., ПЛОТНИКОВ А.В., ПАЦЕЛОВ А.М., КОЖЕВНИКОВ В.Е.

В результате исследования структуры соединения алюминий–тантал и сравнения со структурой соединений железо–серебро и медь–тантал обнаружены следующие процессы взаимопроникновения материалов при сварке взрывом: образование выступов, выбрасывание частиц одного материала в другой, формирование зон локального расплавления. Независимо от взаимной растворимости свариваемых металлов существует фрагментация двух типов: фрагментация типа дробления (ФТД), включающая образование, разлет частиц, их частичную консолидацию, и фрагментация, наблюдаемая обычно при интенсивной пластической деформации. Существенно, что при такой фрагментации (традиционной) не наблюдается образования и разлета частиц. Именно по этому признаку два вида фрагментации (традиционная и ФТД) легко различимы.

МОЛЕКУЛА ГАЙЗЕНБЕРГА

КУЗНЕЦОВ А.В.

Рассмотрен находящийся в термостате магнитный нанокластер, состоящий из двух больших спинов с обменным взаимодействием по Гайзенбергу. Найдены зависимости ряда физических величин, характеризующих кластер, от температуры. Указаны границы применимости полученных результатов.

ТВЕРДОФАЗНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ FE–NI–CR–N АУСТЕНИТНЫХ СПЛАВОВ

ШАБАШОВ В.А., КОЗЛОВ К.А., ЛЯШКОВ К.А., КАТАЕВА Н.В., ЛИТВИНОВ А.В., САГАРАДЗЕ В.В., ЗАМАТОВСКИЙ А.Е.

Изучена возможность получения высокоазотистых наноструктурированных Fe–Ni–Cr–N аустенитных сплавов с использованием твердофазного механического синтеза в шаровой мельнице. Показано, что в матрицах железа и Fe Niх (x = 6–20) сплавов с нитридами хрома формируются ОЦК- и ГЦК-твердые растворы Fe–Ni–Cr–N. С ростом содержания никеля в исходной матрице увеличивается объем механически синтезированного аустенита. Последующий нагрев механически синтезированных образцов в аустенитную область диаграммы состояния Fe–Ni сплавов приводит к -переходу с сохранением наноструктурированного твердого раствора Fe–Ni–Cr–N и выделившимися стабилизирующими структуру вторичными нитридами CrN.

ОСОБЕННОСТИ МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ИЗОТРОПНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., КОКОРИНА Е.Е., МЕДВЕДЕВ М.В.

В приближении молекулярного поля исследованы зависимости магнитной энтропии от внешнего магнитного поля и магнитокалорический эффект в двухподрешеточном изотропном антиферромагнетике. Показано, что для изотропного антиферромагнетика намагниченность угловой фазы, возникающей после спин-флип-перехода в приложенном магнитном поле, не зависит от температуры. Вследствие этого магнитная энтропия фазы не зависит от напряженности внешнего поля и магнитокалорический эффект отсутствует. Зависимость магнитной энтропии от магнитного поля и нормальный магнитокалорический эффект появляются только после спин-флип-перехода антиферромагнетика в фазу ферромагнетизма, индуцированного магнитным полем. При невысоких магнитных полях это происходит практически только в области температур T TN, где TN – температура Нееля.

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИТНЫХ БРОНЗ, АРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫМИ ДЕНДРИТАМИ

ПОТЕХИН Б.А., ИЛЮШИН В.В., ХРИСТОЛЮБОВ А.С., ЖИЛЯКОВ А.Ю.

На основе изучения экспериментальных сплавов типа БрЖНКА 9-4-1-1 показана возможность создания бронз, как антифрикционных сплавов, в которых вместо хрупких интерметаллидов получены стальные дендритоподобные включения, представляющие собой, например, сталь Н12К7Ю. В этих сплавах рассмотрено явление перераспределения легирующих элементов (Ni, Co, Al) между матрицей и дендритами в процессе термических обработок. Установлено явление роста этих дендритов в твердом состоянии вследствие направленной диффузии Fe, Ni, Co из медной матрицы к дендритам, что формирует вокруг них “оболочку”, представляющую собой твердый раствор замещения Cu, Ni, Co в железе состава Fe6Cu3Ni2Co, например. Механические, трибологические и технологические свойства таких бронз, например БрЖНКА 9-4-1-1, в целом выше, чем у известных антифрикционных бронз БрО10 или БрАЖН 10-4-4.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ТРОЙНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ TINIFE, ПОДВЕРГНУТЫХ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ И ТЕРМООБРАБОТКЕ

ПУШИН В.Г., КОУРОВ Н.И., КУРАНОВА Н.Н., ПУШИН А.В., УКСУСНИКОВ А.Н.

Представлены результаты комплексного изучения тройных метастабильных сплавов TiNiFe с низкотемпературным эффектом памяти формы, подвергнутых мегапластической деформации кручением под высоким давлением, а также последующей термической обработке. Исследования выполнены методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, измерений электрических свойств. Установлено, что пластическая деформация на умеренные степени обжатия в сплаве Ti50Ni49Fe1 индуцирует термоупругое мартенситное превращение В2 В19 и образование развитой полосовой дислокационной и двойниковой субструктуры B19-мартенсита, а в сплаве Ti50Ni47Fe3 формирует во многом аналогичную дислокационную субструктуру, но в B2-аустените. Мегапластическая деформация кручением под высоким давлением при комнатной температуре приводит к аморфизации в сплаве Ti50Ni49Fe1 и большеугловой нанофрагментации в сплаве Ti50Ni47Fe3. Установлены особенности эволюции структуры и мартенситных превращений в тройных сплавах на основе TiNiFe после пластической деформации и термообработок. Обнаружено, что термообработка обоих сплавов после кручения под высоким давлением при температурах (573–773) К обеспечивает образование в них нанокристаллической или смешанной нано-субмикрокристаллической структуры.

ОБРАЗОВАНИЕ УПОРЯДОЧЕННОЙ АНТИФЕРРОМАГНИТНОЙ ФАЗЫ NIFEMN В БИСЛОЯХ ПЕРМАЛЛОЙ/МАРГАНЕЦ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ

БЛИНОВ И.В., КРИНИЦИНА Т.П., КОРОЛЕВ А.В., МАТВЕЕВ С.А., АРХИПОВА Н.К., МИЛЯЕВ М.А., ПОПОВ В.В., УСТИНОВ В.В.

Исследовано образование упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn при термомагнитной обработке бислоев марганец-пермаллой. Изучено влияние на магнитные свойства пленок типа подложки, количества слоев и режимов термомагнитной обработки. Показано, что максимальный эффект однонаправленной анизотропии, связанный с наличием упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn в ферромагнитных слоях, достигается при температуре отжига 260°C в течение 4 ч и сдвиг петли магнитного гистерезиса при толщине перемагничиваемого слоя около 40 нм составляет 380 Э, а температура блокировки 270°C.

ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ YBA2CU3O7 - , ТЕРМООБРАБОТАННЫХ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ

ЗЮЗЕВА Н.А., БОБЫЛЕВ И.Б.

Исследована микроструктура монокристаллических образцов YBa2Cu3O7 - после взаимодействия с парами воды при t = 200–300°C, а также после восстановительных отжигов при t = 400–930°C. Установлено, что поглощение влаги из атмосферы при низкотемпературном отжиге приводит к исчезновению двойниковой структуры и к появлению полей напряжений вокруг выделившихся частиц. В процессе восстановительного отжига при t = 930°C происходит первичная рекристаллизация монокристаллов. В ходе последующего окисления первоначальная двойниковая структура не возникает.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ И ОБЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНАМИ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТНО-МАРТЕНСИТНЫХ 12%-НЫХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ

ЧУКАЛКИН Ю.Г., ГОЩИЦКИЙ Б.Н., ЛЕОНТЬЕВА-СМИРНОВА М.В., ЧЕРНОВ В.М.

Изучены магнитные свойства (намагниченность, коэрцитивная сила) ферритно-мартенситных 12% хромистых сталей ЭК-181 (Fe–12Cr–2W–V–Ta малоактивируемая) и ЧС-139 (Fe–12Cr–2W–V–Ta–Mo–Nb–Ni). Образцы сталей были подвергнуты различным термообработкам и облучены в ядерном реакторе ИВВ-2М при температуре не выше 70°C нейтронными флюенсами до 5 ? 1019 см-2 (Eн 0.1 МэВ). В пределах экспериментальной погрешности ( 1) термообработка и облучение практически не влияют на величину намагниченности сталей. Облучение нейтронами приводит к увеличению коэрцитивной силы сталей до 50 в зависимости от режимов термообработки и флюенса нейтронов.

БЕЗГИСТЕРЕЗИСНОЕ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ СПИНОВЫХ КЛАПАНОВ С СИЛЬНЫМ И СЛАБЫМ МЕЖСЛОЙНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

НАУМОВА Л.И., МИЛЯЕВ М.А., БЕБЕНИН Н.Г., ЧЕРНЫШОВА Т.А., ПРОГЛЯДО В.В., КРИНИЦИНА Т.П., БАННИКОВА Н.С., УСТИНОВ В.В.

Исследована зависимость гистерезиса магнитосопротивления от угла между приложенным в плоскости слоев магнитным полем и осью легкого намагничивания для спиновых клапанов композиции [Ta, (Ni80Fe20)60Cr40] /Ni80Fe20/Co90Fe10/Cu/Co90Fe10/Mn75Ir25/Ta. В спиновых клапанах с сильным межслойным взаимодействием при малом отклонении магнитного поля от оси легкого намагничивания было обнаружено резкое – до десятых долей эрстеда – сужение петли гистерезиса перемагничивания свободного слоя. На основе анализа угловых зависимостей гистерезиса определены критические углы, при которых происходит смена моды перемагничивания. В рамках модели когерентного вращения намагниченности Стонера–Вольфарта дана теоретическая оценка углов, при которых происходит переход к безгистерезисному перемагничиванию для клапанов с сильным межслойным взаимодействием.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА, ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И СТРУКТУРА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАГНИТОМЯГКОГО СПЛАВА (FE0.7CO0.3)88HF2W2MO2ZR1B4CU1 С НАВЕДЕННОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

ДМИТРИЕВА Н.В., ЛУКШИНА В.А., ВОЛКОВА Е.Г., ПОТАПОВ А.П., ФИЛИППОВ Б.Н., ШИШКИН Д.А.

Исследовано влияние величины растягивающих напряжений ( ), прикладываемых в процессе нанокристаллизации при 620°C в течение 20 мин сплава (Fe0.7Co0.3)88Hf2W2Mo2Zr1B4Cu1 с добавками тугоплавких металлов на его магнитные свойства, структуру и термическую стабильность. Установлено, что при нанокристаллизации сплава в присутствии растягивающих напряжений 6–250 МПа в нем наводится продольная магнитная анизотропия с осью легкого намагничивания, ориентированной вдоль длинной стороны ленты. Показано, что термическая стабильность магнитных свойств исследованного сплава определяется термической стабильностью наведенной магнитной анизотропии и зависит от величины растягивающих напряжений, приложенных в процессе нанокристаллизующего отжига (НО). Наилучшую термическую стабильность магнитных свойств демонстрирует сплав, прошедший НО с = 170 МПа. После отжига при 570°C в течение 25 ч его магнитные свойства не меняются.

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ПАКЕТНОЙ ПРОКАТКИ

ТАБАТЧИКОВА Т.И., ЯКОВЛЕВА И.Л., ПЛОХИХ А.И., ДЕЛЬГАДО РЕЙНА С.Ю.

Методами металлографии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследована структура многослойного металлического материала, полученного по технологии горячей пакетной прокатки из композитной заготовки на основе листов сталей 08Х18 и 08Х18Н10. Установлено, что проведение двух технологических циклов завершается формированием ламинарного строения, которое характеризуется структурной и химической неоднородностью, возникающей вследствие диффузионных и релаксационных процессов. Показано, что при пакетной прокатке формируется ультрадисперсная структура, которая представляет собой смесь вытянутых вдоль направления прокатки слоев феррита и слоев пакетного мартенсита или бескарбидного бейнита, имеющего субзеренное строение.