Физика металлов и металловедение

СТРУКТУРА И СТАБИЛЬНОСТЬ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ СЕРДЦЕВИНЫ ОДНОЖИЛЬНОГО ТРУБЧАТОГО КОМПОЗИТА MGB2/CU,NB С ВЫСОКИМ КРИТИЧЕСКИМ ТОКОМ

КРИНИЦИНА Т.П., КУЗНЕЦОВА Е.И., БЛИНОВА Ю.В., РАКОВ Д.Н., БЕЛОТЕЛОВА Ю.Н., СУДАРЕВА С.В., ДЕГТЯРЕВ М.В., РОМАНОВ Е.П.

Разными структурными методами исследована сердцевина одножильного композита MgB2/Cu,Nb с высоким критическим током 427 А (0 Тл, 4.2 К; jc 105 A/см2), изготовленного методом ex-situ. Наблюдали два типа кристаллов MgB2: крупные, очень плотные с пониженным содержанием кислорода (2–8 ат. %) и фракция из мелких слабосвязанных кристаллитиков с повышенным содержанием кислорода (4–21 ат. %). Для сравнительного анализа структур также выполнено исследование массивного образца MgB2, синтезированного при температуре 1000°С. Обнаружено, что с одной и той же гексагональной решеткой типа MgB2 формируются фактически две фазы, отличающиеся по содержанию магния и бора (в пределах области гомогенности), примесного кислорода, а также по микроструктуре, но мало отличающиеся по параметрам решетки. Двухфазное состояние массивного образца MgB2 обусловлено механизмом его формирования: расплавление магния, растворение в нем твердого бора, кристаллизация соединения MgB2 из расплава с образованием дендритоподобной структуры с соответствующим перераспределением компонентов и примесей. Двухфазная структура массивного образца MgB2 в некоторой степени передается композиту MgB2/Cu,Nb, изготовленному методом ex-situ (отжиг композита при 700°С). Показано, что кислород в соединении MgB2 является дестабилизирующим фактором и приводит к превращению сверхпроводника в MgO.

ДИНАМИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ ФАЗ В ПРОЦЕССАХ МЕХАНОСИНТЕЗА СПЛАВА СОСТАВА FE72.6C24.5O1.1N1.8

ВОЛКОВ В.А., ЕЛЬКИН И.А., ЗАГАЙНОВ А.В., ПРОТАСОВ А.В., ЕЛСУКОВ Е.П.

Методами рентгеновской дифракции, мессбауэровской спектроскопии, измерения динамической магнитной восприимчивости исследовали фазовые состояния на различных стадиях механосинтеза сплава Fe72.6C24.5O1.1N1.8 в шаровой планетарной мельнице. Введение примесей O и N в сплав на основе Fe75C25 изменяет последовательность образования фаз: вместо Fe3C первым образуется карбид Fe7C3. Процессы фазообразования сплава, предварительно подвергнутого МС, при продолжении МС и при отжигах имеют однонаправленный характер и определяются взаимодействием компонентов сплава под влиянием накопленной избыточной энергии. Фазовые составы МС сплавов зависят от условий динамического равновесия между кристаллическими и аморфной фазами

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОЙ СТРУКТУРЫ ТРУБНОЙ СТАЛИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОСЛЕ ЗАКАЛКИ ИЗ МЕЖКРИТИЧЕСКОГО ИНТЕРВАЛА

МАКОВЕЦКИЙ А.Н., МИРЗАЕВ Д.А.

Исследовано влияние исходной микроструктуры низколегированной трубной стали 13ХФА на механические свойства после закалки от температур межкритического интервала (МКИ). Установлено, что максимальная ударная вязкость KCV-80 достигается в случае исходно-закаленной структуры, а наиболее низкие значения соответствуют исходному отжигу. Принципиально различны и зависимости KCV-80 от температуры второй закалки для отмеченных исходных состояний.

СУБСТРУКТУРА НИКЕЛЯ, ОБЛУЧЕННОГО БЫСТРЫМИ НЕЙТРОНАМИ, ПО ДАННЫМ МАЛОУГЛОВОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ

БОГДАНОВ С.Г., ГОЩИЦКИЙ Б.Н., ПАРХОМЕНКО В.Д.

Методом малоуглового рассеяния нейтронов исследованы образцы чистого никеля в исходном состоянии и облученные быстрыми нейтронами = 1 ? 1018, 1 ? 1019 и 1 ? 1020 см-2 (Еn 0.1 МэВ). Установлено, что субструктура образцов характеризуется вакансионными кластерами двух характерных размеров – 2.5–4 и 7 нм. Размер выделений слабо зависит от флюенса быстрых нейтронов, а их плотность по порядку величины составляет 1022 и 1019 м-3 соответственно и увеличивается в 3–10 раз с ростом флюенса.

ВЛИЯНИЕ ДОЗОВО-ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ ДО МАКСИМАЛЬНОЙ ПОВРЕЖДАЮЩЕЙ ДОЗЫ 77 СНА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТОСТИ, СФОРМИРОВАВШЕЙСЯ В СТАЛИ 0.07С–16CR–19NI–2MO–2MN–TI–SI–V–Р–B

ПОРТНЫХ И.А., КОЗЛОВ А.В., ПАНЧЕНКО В.Л.

Исследована микроструктура образцов оболочечных труб из стали 0.07С–16Cr–19Ni–2Mo–2Mn–Ti–Si–V–Р–B (ЭК164), облученных в реакторе БН-600 при температурах от 440 до 600°C до различных повреждающих доз, вплоть до 77 сна. Получены характеристики радиационной пористости, сформировавшейся при облучении в различных температурных интервалах исследованного диапазона. Установлены зависимости характеристик пористости от скорости генерации атомных смещений и температуры нейтронного облучения.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПАРОМ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕНТ АМОРФНЫХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

СКУЛКИНА Н.А., ИВАНОВ О.А., ПАВЛОВА И.О., МИНИНА О.А.

Исследовали взаимодействие с водяным паром поверхности лент аморфных магнитомягких сплавов с положительной магнитострикцией насыщения на основе железа и влияние этого взаимодействия на распределение намагниченности и магнитные свойства Результаты исследования показали, что во время термической обработки на воздухе взаимодействие поверхности лент аморфных магнитомягких сплавов с водяным паром при нагревании образцов и на начальной стадии изотермической выдержки оказывает существенное влияние на распределение намагниченности и формируемый уровень магнитных свойств. Предварительная обработка при комнатной температуре водяным паром поверхности ленты в закаленном состоянии способствует увеличению псевдоодноосных растягивающих напряжений вдоль оси ленты из-за образования во время отжига повышенной концентрации внедренных в поверхность ленты атомов водорода и кислорода в этом направлении. При определенных режимах термообработки это приводит к увеличению объема доменов с намагниченностью, ориентированной вдоль оси ленты в ее плоскости, и позволяет существенно повысить эффективность термообработки на воздухе.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНОСИНТЕЗИРОВАННОГО ЦЕМЕНТИТА

БАРИНОВ В.А., КАЗАНЦЕВ В.А., СУРИКОВ В.Т.

Методами термоанализа (DTA) и мёссбауэровской спектроскопии (57Fe) исследован процесс образования цементита в -Fe при низкотемпературном механосинтезе (Т < 375 К) в среде жидких углеводородов. Установлено, что процесс протекает в отсутствие аустенита и соответствует двухэтапной модели, предложенной ранее для описания механизма распада мартенсита закалки ’’-(Fe)C с выделением -фазы в процессе старения или отпуска. При дилатомерических исследованиях монофазных образцов цементита в области 750 Т 925 К обнаружено значительное возрастание линейного удлинения l/l0 и коэффициента линейного термического расширения (КЛТР). Сделано предположение, это возрастание не связано с локализацией атомов углерода в позициях C(4a) и C(4b), а определяется аномально высокой концентрацией равновесных вакансий углерода VC в элементарной ячейке цементита. Концентрация вакансий такого рода может оказаться достаточной для роста графитной составляющей углеродного слоя на поверхности частиц механосинтезированного цементита ( -фаза).

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НИЗКОМОДУЛЬНЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ TI–ZR–NB

ГРИБ С.В., ИЛЛАРИОНОВ А.Г., ПОПОВ А.А., ИВАСИШИН О.М.

Выбраны критерии для оптимизации химического состава сплавов системы Ti–Zr–Nb, позволяющих получить материалы с низким модулем упругости, на основе которых предложены и выплавлены сплавы 50Ti–(50 – x)Zr–xNb, при 15 < x < 20 ат. %. Методами ПЭМ, РСФА изучен фазовый состав полученных сплавов в исходном литом состоянии и после гомогенизирующего отжига. Установлено, что для сплава с максимальным содержанием ниобия (17.1 ат. %), в котором зафиксировано практически однофазное ?-состояние, характерны минимальные значения модуля упругости (69 ГПа) и микротвердости (2440 МПа). Повышение объемной доли -фазы в сплавах с более низким содержанием ниобия (до 15 ат. %) способствует росту этих характеристик. Изучены фазовые превращения, протекающие при непрерывном нагреве гомогенизированных сплавов, и показана зависимость температуры полиморфного ( + ?)–?-превращения от соотношения легирующих элементов в опытных сплавах.

АКУСТИЧЕСКИ РЕГИСТРИРУЕМОЕ КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ АЗОТИСТЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ

ФИЛИППОВ Ю.И., САГАРАДЗЕ В.В., ЗАВАЛИШИН В.А., ПЕЧЕРКИНА Н.Л., КАТАЕВА Н.В., МУШНИКОВА С.Ю., КОСТИН С.К., КАЛИНИН Г.Ю.

Определены структурные изменения и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) азотсодержащих аустенитных сталей 04Х20Н6Г11М2АФБ и 09Х20Н6Г11М2АФБ (с 0.04 и 0.09 мас. % С соответственно) после различных обработок, включающих термомеханическое воздействие, закалку от 1200°С, старение при 700°С в течение 2 и 10 ч. Показано, что старение при 700°C аустенитной стали 09Х20Н6Г11М2АФБ открытой выплавки снижает прочность образцов с наведенной трещиной при консольном изгибе на воздухе и в 3.5% водном растворе NaCl по сравнению с прочностью стали 04Х20Н6Г11М2АФБ-ЭШП с меньшим содержанием углерода после ВТМО или закалки от 1200°С. Наименьшее сопротивление КРН наблюдается в образцах стали 09Х20Н6Г11М2АФБ после 10-часового старения, которое сопровождается наиболее интенсивной акустической эмиссией и хрупким межзеренным разрушением, что объясняется высокой скоростью анодного растворения металла вблизи обедненных хромом границ зерен за счет образования непрерывных цепочек зернограничных хромсодержащих выделений карбидов и нитридов.

ВЛИЯНИЕ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО ИЗГИБА НА ТЕКСТУРУ, СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТА СПЛАВА МАГНИЯ С ЦИНКОМ И ЦИРКОНИЕМ

ШКАТУЛЯК Н.М., УСОВ В.В., ВОЛЧОК Н.А., БРЮХАНОВ А.А., САНЬКОВА С.В., РОДМАН М., ШАПЕР М., КЛЁЗЕ Х.

Исследовано влияние малоциклового знакопеременного изгиба при комнатной температуре на кристаллографическую текстуру, металлографическую структуру и механические свойства листов магниевого сплава ZE10 после горячей прокатки и окончательного отжига. Исходная текстура характеризуется широким рассеянием базисных полюсов в поперечном направлении. В процессе знакопеременного изгиба изменение исходной текстуры и структуры, представленной равноосными зернами, содержащими двойники, находит закономерный отклик в изменении анизотропии механических свойств.

МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОГО РОСТА ЗЕРЕН ДВУМЕРНОГО НАНОКРИСТАЛЛА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ДЕФОРМАЦИИ

КОРЗНИКОВА Е.А., ДМИТРИЕВ С.В.

В работе показана эволюция двумерного нанокристаллического агрегата в процессе деформации сдвигом в условиях гидростатического сжатия материала в интервале температур деформации Т =0.5–0.7 Тпл. Показано, что для температур деформации T = 0.6Тпл и ниже характерен рост зерен по механизму взаимного разворота с последующим объединением, в то время как при Т = 0.65 и 0.7 Тпл имеет место рост одного из зерен с преимущественной ориентацией за счет других зерен. Во всех случаях рост степени сдвиговой деформации ведет к исчезновению всех границ зерен в рассматриваемой расчетной ячейке.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЕРОВСКИТОПОДОБНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С ГАЗОВОЙ ФАЗОЙ ПРИ T = 200–400°C

ЗЮЗЕВА Н.А., БОБЫЛЕВ И.Б., НАУМОВ С.В., РОМАНОВ Е.П.

Исследовано влияние химического состава некоторых перовскитоподобных купратов, манганитов и кобальтита на способность взаимодействовать с кислородом и парами воды атмосферы отжига при t = 200–400°C. Частичное замещение и легирование соединений LnBa2Cu3Oy приводит к повышению их устойчивости по отношению к агрессивным компонентам газовой фазы (H2O, CO2). Установлено, что поглощать кислород и влагу из атмосферы отжига способны только соединения, в структуре которых имеются кислородные вакансии нескольких типов.