Физика металлов и металловедение

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ПОЛУЧЕННЫХ МЕХАНОСПЛАВАЛЕНИЕМ ПОРОШКОВЫХ СПЛАВАХ ЖЕЛЕЗО–НИКЕЛЬ

ЧЕРДЫНЦЕВ В.В., ПУСТОВ Л.Ю., КАЛОШКИН С.Д., ТОМИЛИН И.А., ШЕЛЕХОВ Е.В., ЭСТРИН Э.И., БАЛДОХИН Ю.В.

Фазовые превращения в приготовленных механическим сплавлением сплавах системы Fe–Ni исследовались методами рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской спектроскопии и магнитометрическим методом. Определены критические температуры фазовых превращений при нагреве и охлаждении сплавов в концентрационном интервале 12–26 ат. % Ni, установлены интервалы существования фаз при комнатной температуре. В сплавах, содержащих менее 16 ат. % Ni, наблюдали “нормальное” (контролируемое диффузией) -превращение. В ряде сплавов обнаружено изотермическое 2-мартенситное превращение, ранее не наблюдавшееся в литых сплавах системы Fe–Ni. Обнаружено существенное снижение значений температур начала мартенситного превращения по сравнению с литыми сплавами тех же номинальных составов. Рассматриваются факторы, оказывающие влияние на наблюдаемые значения температур бездиффузионных превращений в механически сплавленных материалах.

ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ СПЛАВА FE–0.6%O, ПОЛУЧЕННОГО МЕХАНИЧЕСКИМ ЛЕГИРОВАНИЕМ, ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 550–700°С

ДУДКО В.А., КАЙБЫШЕВ Р.О., БЕЛЯКОВ А.Н., САКАЙ Й., ЦУЗАКИ К.

Ползучесть стали Fe–0.6%O, полученной методом порошковой металлургии, была изучена в температурном интервале 550–700°C при напряжениях течения от 100 до 400 МПа. Было показано, что ползучесть материала характеризуется высокими величинами кажущейся энергии активации деформации, которые значительно превышают величину энергии активации самодиффузии в -железе, и показателя степени при напряжении течения в степенном законе. Анализ деформационного поведения сплава показал, что наблюдаются высокие пороговые напряжения, вследствие торможения движущихся дислокаций мелкими некогерентными частицами оксидов. Учитывая пороговые напряжения и температурную зависимость модуля сдвига, было установлено, что деформационное поведение порошкового материала описывается степенным законом ползучести. Были получены истинные значения показателя степени при напряжении около 8 и величины истинной энергии активации деформации близкие к энергии активации объемной (при T = 700°С) и трубочной (в интервале T = 550–650°С) самодиффузии.

СПЛАВЫ СO–CU, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ СПЛАВЛЕНИЕМ ИЗ ПОРОШКОВЫХ ПРЕКУРСОРОВ С РАЗЛИЧНОЙ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И ЭНЕРГОНАСЫЩЕННОСТЬЮ

ИСХАКОВ Р.С., КУЗОВНИКОВА Л.А., ДЕНИСОВА Е.А., КОМОГОРЦЕВ С.В., БАЛАЕВ А.Д.

Методом механического сплавления различных реакционных смесей (механической смеси Со и Сu; композиционных порошков (Co(100y)P(y))100 - x/Cux с кристаллическим ядром; композиционных порошков (Co(100y)P(y))100 - x/Cux с аморфным ядром) получены сплавы Со–Сu. Исследование комплексом структурных и магнитоструктурных методов показало, что все полученные сплавы представляют собой неоднородный нанокомпозиционный материал, состоящий из фаз твердого раствора на основе меди и твердого раствора на основе кобальта. В процессе механического сплавления композиционных порошков наблюдается изменение параметров, чувствительных к структуре ближнего порядка в обеих фазах полученных сплавов: в твердом растворе на основе меди – параметра решетки, определяемого из рентгенограмм, а в твердом растворе на основе кобальта – величины константы Блоха, чувствительной к ближнему порядку. В сплавах, приготовленных из композиционных порошков с аморфным ядром, за времена перемола 1.5–2 ч величина параметра решетки а и константы Блоха В достигают значений, соответствующих метастабильным твердым растворам Со100 - xСux. Эти времена на 1–2 порядка меньше характерных времен получения метастабильных твердых растворов Со–Сu стандартными методами механосплавления из смесей порошков.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТИТА И КОЭРЦИТИВНАЯ СИЛА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ОТЖИГА

УЛЬЯНОВ А.И., ЧУЛКИНА А.А.

Изучены магнитные гистерезисные свойства полученного методом механического сплавления цементита. Показано, что сильно деформированный цементит находится в низкокоэрцитивном, а отожженный при 500°С – в высококоэрцитивном состояниях. Показана необходимость учета вклада коэрцитивности цементита в коэрцитивную силу высокоуглеродистых сталей. С учетом этой точки зрения объясняются особенности изменения коэрцитивной силы в зависимости от степени холодной пластической деформации волочением ряда углеродистых сталей со структурой тонкопластинчатого и глобулярного цементита.

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ЗАВИСИМОСТИ ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ СТАЛЕЙ ОТ УПРУГИХ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ

КУЛЕЕВ В.Г., ЦАРЬКОВА Т.П., КАЗАНЦЕВА Ж.В.

На основе измерения зависимости остаточной намагниченности ферромагнитных сталей от упругих растягивающих напряжений найдены ее максимальные значения и местоположения этих максимумов, соответствующие средней величине внутренних напряжений первого рода. Последние варьировались в широких пределах с помощью предварительного пластического растяжения разной величины. Полученные результаты позволяют с помощью магнитных методов измерения определять величины остаточных напряжений, следить за их изменениями в процессе эксплуатации, что открывает новые возможности для неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния изделий и конструкций.

ЯДЕРНАЯ ТРАНСМУТАЦИЯ В СТАЛЯХ

БЕЛОЗЕРОВА А.Р., ШИМАНСКИЙ Г.А., БЕЛОЗЕРОВ С.В.

Исследования эффектов ядерной трансмутации в сталях, широко применяемых в энергетических и исследовательских реакторах, и в сталях, планируемых для применения в установках термоядерного синтеза, при длительном воздействии нейтронного облучения с различными спектрами позволили изучить влияние изменений изотопного и химического состава на тенденции изменения структурной стабильности. Для расчетов ядерной трансмутации в сталях использовали авторский программный комплекс, реализованный на алгоритмах построения разветвленных блочных схем нуклидных превращений, локальной и глобальной оптимизации этих схем с целью минимизации методической погрешности расчета ядерной трансмутации. Получены зависимости на диаграмме Шеффлера для сталей, из которых выполнены конструктивные элементы реакторов. Авторы наблюдали слабое влияние эффектов ядерной трансмутации в сталях на изменения их структурной стабильности при облучении в реакторах деления. В установке нейтронов термоядерного синтеза было отмечено сильное влияние эффектов ядерной трансмутации в сталях на изменения их структурной стабильности.

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛОВ С ЖИДКИМИ

ГРИГОРЬЕВА Т.Ф., АНЧАРОВ А.И., БАРИНОВА А.П., ЦЫБУЛЯ С.В., ЛЯХОВ Н.З.

Рассмотрен процесс механохимического взаимодействия твердого и жидкого металлов. Показано, что механохимическое образование твердых растворов во всех случаях идет через стадии формирования устойчивых интерметаллидов.

ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ BA2YCU3O7 - ПОСЛЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО РАСПАДА

БОБЫЛЕВ И.Б., КУЗНЕЦОВА Е.И., КРИНИЦИНА Т.П., ЗЮЗЕВА Н.А., СУДАРЕВА С.В., РОМАНОВ Е.П.

Методами электронной и оптической микроскопии исследованы нестехиометрические по кислороду керамические и монокристаллические образцы, восстановленные в различных условиях после низкотемпературного распада на фазы с высоким и низким содержанием кислорода. Показано, что распад приводит к необратимым изменениям структуры 123, вследствие образования дефектов в катионных подрешетках. Для устранения этих дефектов необходимы отжиги при температурах >900°С, при которых происходит рекристаллизация зерна.

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ ТИТАН–ТАНТАЛ

ДОБРОМЫСЛОВ А.В., ДОЛГИХ Г.В., ДУТКЕВИЧ Я., ТРЕНОГИНА Т.Л.

Проведено систематическое исследование структурных и фазовых превращений в закаленных сплавах системы титан–тантал в широкой области составов. Определены концентрационные границы образования гексагональной и орторомбической -фаз. Изучены морфологические формы образующихся продуктов превращения. Установлены особенности распределения диффузного рассеяния в пространстве обратной решетки -фазы и характер его трансформации с увеличением содержания тантала в сплаве.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ НАУГЛЕРОЖЕННОГО СЛОЯ В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТАЦИИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ МАРТЕНСИТНОЙ СТАЛИ 12Х2Г2НМФТ

ИВАНОВ А.С., КОКОВЯКИНА С.А., КОЗЛОВА Е.Р.

Исследован процесс создания и последующего упрочнения градиентного науглероженного слоя низкоуглеродистой мартенситной стали 12Х2Г2НМФТ. Показана возможность оптимизации структуры и свойств цементованного слоя и основы стали путем закалки от температур межкритической области с предварительным подогревом или высоким отпуском. В цементованном слое получен ревертированный аустенит с высокой твердостью, равной или превышающей твердость мартенсита. Упрочнение аустенита происходит за счет выделения дисперсных карбидов при последующей после цементации термообработке.

НАВЕДЕННАЯ МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ И СТРУКТУРА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ FE–CO–CU–NB–SI–B С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ CO. II. СТРУКТУРА СПЛАВОВ C НАВЕДЕННОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

КЛЕЙНЕРМАН Н.М., СЕРИКОВ В.В., ЛУКШИНА В.А., ВОЛКОВА Е.Г., ДМИТРИЕВА Н.В., ПОТАПОВ А.П.

Установлена связь структурного состояния (фазового состава) нанокристаллических сплавов Fe73.5 - xСоxCu1Nb3Si13.5B9 (X = 0, 10, 20, 30) с типом наведенной магнитной анизотропии (НМА), формирующейся в процессе термомеханической обработки (ТМехО) и ее термической стабильностью. Показано, что добавление кобальта влечет за собой уменьшение количества Fe–Si-зерен и формирование фаз, содержащих Fe–Co–B. Наведенная магнитная анизотропия зависит от объемных долей структурных компонент, их упругих свойств и когерентной связи их кристаллических решеток.

К ТЕОРИИ АНОМАЛЬНО ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ ДИФФУЗИИ В МЕТАЛЛАХ ПРИ УДАРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ. Ч. 2. ВЛИЯНИЕ СДВИГОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ДИФФУЗИОННОЙ ЗОНЫ НА СКОРОСТЬ МАССОПЕРЕНОСА

ВАСИЛЬЕВ Л.С.

Исследованы особенности протекания явлений диффузионного массопереноса в металлах при ударном механическом воздействии. Рассмотрено влияние сдвиговых напряжений на диффузионные процессы. Отмечено, что ударные нагрузки, действующие на сплавы, обладающие полиморфными модификациями, приводят к развитию структурно-фазовых превращений, протекающих по мартенситному механизму, и множественному зарождению вакансий. В сочетании с высокими температурами и значительными по величине сдвиговыми напряжениями в диффузионной зоне, эти явления существенно ускоряют процессы диффузионного массопереноса. Основным результатом ударного воздействия является перевод среды в сильно неравновесное состояние, для которого характерны наблюдаемые на эксперименте аномально высокие скорости перемещения диффузионных фронтов.

ОПИСАНИЕ АДСОРБЦИИ МАГНИТНЫХ ИОНОВ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ В РАМКАХ МЕТОДА ФУНКЦИОНАЛА СПИНОВОЙ ПЛОТНОСТИ

МАМОНОВА М.В., МОРОЗОВ Н.С., ПРУДНИКОВ В.В.

С использованием метода функционала спиновой плотности впервые осуществлено описание влияния температуры на адсорбцию магнитных ионов переходных металлов на парамагнитной металлической подложке с учетом эффектов ферромагнитного упорядочения в субмонослойной пленке. Выявлены условия образования устойчивых относительно островковой адсорбции магнитных моноатомных пленок при изменении параметра покрытия . Рассмотрено четыре модельных случая распределения электронной плотности в зависимости от равновесного расстояния между пленкой и подложкой и равновесной толщины адсорбционного слоя. Показано, что учет эффектов ферромагнитного упорядочения оказывает существенное влияние на величину энергии адсорбции, приводя к ее заметному увеличению.