Физика металлов и металловедение

ПОЗДРАВЛЯЕМ ЮБИЛЯРА!

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ АРМКО-ЖЕЛЕЗА И СТАЛИ 30Г2Р

ВОРОНОВА Л.М., ДЕГТЯРЕВ М.В., ЧАЩУХИНА Т.И.

Исследована низкотемпературная рекристаллизация армко-железа и стали 30Г2Р с субмикрокристаллической (СМК) структурой, созданной большой пластической деформацией. Низкотемпературная рекристаллизация в улучшенной конструкционной стали протекает одновременно во всем обьеме материала в соответствии с кинетикой нормального роста, так же, как это было ранее показано в железе чистотой 99.97% и закаленной стали. Карбидные частицы, сохранившиеся после деформации в исследованной стали, не меняют кинетику и энергию активации низкотемпературной рекристаллизации СМК-структуры конструкционной стали. В армко-железе не все микрокристаллиты одновременно способны к росту при нагреве до температуры рекристаллизации вследствие закрепления части границ примесями, прежде всего углеродом. Обнаружено образование термически активированных зародышей рекристаллизации, приводящее к немонотонному изменению твердости и среднего размера зерна в ходе изотермической выдержки при температуре начала рекристаллизации армко-железа с СМК-структурой.

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ИЗ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

РИНКЕВИЧ А.Б.

Исследованы явления генерации электромагнитных волн и генерации комбинационной частоты входного электромагнитного сигнала, происходящие в электродинамических системах, через центральный проводник которых пропускаются импульсы сильного тока. Установлено, что пороговые значения тока, при котором возникает генерация, могут изменяться при действии второго импульса тока, приложенного после первого, но до начала импульса генерации СВЧ. Показано, что при достаточно большой амплитуде входного сигнала в спектре прошедших волн появляется комбинационная частота, не являющаяся гармоникой. Указанные явления наблюдались в образцах из монокристаллов вольфрама и алюминия при криогенной температуре и в магнитном поле выше 50 кЭ.

ВЗАИМОСВЯЗЬ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ И МИКРОСТРУКТУРЫ ТОНКИХ ПЛЕНОК LА 0.67СА 0.33МNО 3

НОСОВ А.П., ВАСИЛЬЕВ В.Г., ВЛАДИМИРОВА Е.В.

Приведены результаты экспериментального исследования магнитных и микроструктурных свойств тонких пленок Lа 0.67Са 0.33МnО 3 (LCMO) манганитов, выращенных лазерным распылением на монокристаллических подложках из LaAlO 3, LaGaO 3, SrTiO 3 и MgO с ориентацией (100), с последующей термообработкой в кислороде, в том числе при высоком (100 бар) давлении. Проанализировано влияние обратного магнитострикционного эффекта на магнитные свойства пленок. Изучена взаимосвязь температурной зависимости коэрцитивной силы и анизотропных микронапряжений, обусловленных отличиями параметров кристаллических решеток в системе пленка-подложка, и ее изменение после термообработок в кислороде. Результаты интерпретируются в модели слабого пиннинга доменных стенок. Сделаны оценки плотности центров пиннинга. Показано, что только в системе LCMO/MgO из-за большой величины анизотропных микронапряжений имеет место рост степени дефектности пленки с увеличением продолжительности термообработки, что является одной из причин появления электронного фазового разделения и связанных с этим аномалий магнитных и транспортных свойств.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ В СИСТЕМЕ TI-AL-АЛМАЗ МЕТОДОМ ТЕРМОРЕАКЦИОННОГО ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО УПРОЧНЕНИЯ

КУДРЯШОВ А.Е., ЗАМУЛАЕВА Е.И., ВАКАЕВ П.В., ЛЕВАШОВ Е.А., МАЛОЧКИН О.В., СВИРИДОВА Т.А., ХОСОМИ С.

Предложен новый способ осуществления процесса термореакционного электроискрового упрочнения (ТРЭУ), заключающийся в нанесении на подложку экзотермических составов шихт, в которых под действием энергии импульсных разрядов инициировалась химическая реакция образования целевого продукта. Определен оптимальный энергетический режим ТРЭУ-обработки шихтовых слоев состава Ti-Al-синтетический алмаз для получения покрытий с максимальным содержанием алмаза. Установлено, что для увеличения концентрации алмазов в покрытиях необходимо применение более термостойких алмазных зерен (гидрированных или плакированных титаном). Проведен комплекс исследований свойств полученных ТРЭУ-покрытий (фазовый состав, толщина, сплошность, износостойкость) на титановом сплаве ОТ4-1.

ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СПЛАВОВ ПРИ ТЕРМОМАГНИТНОЙ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКАХ

ГУБЕРНАТОРОВ В.В., СЫЧЕВА Т.С., ДРАГОШАНСКИЙ Ю.Н.

Рассмотрены условия и механизм образования кластеров в железокремнистых сплавах. Проведен анализ изменений структуры и расположения кластеров при наложении внешних воздействий на сплав во время термической обработки и их влияния на эффекты термомагнитной и термомеханической обработок.

УПРУГИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ГОФРИРОВАНИИ СЛОЕВ МАТЕРИАЛА. КАСАТЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

НЕВЕРОВ В.В., АНТОНЕНКО А.Н.

Построено поле напряжений группы из 110 незавершенных сдвигов, расположение участков которых соответствует гофрированному порядку. По данным об упругой энергии группы найдены наиболее вероятные параметры расположения участков. Установлено, что распределение касательных напряжений имеет слоевой характер.

ОСОБЕННОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ТИТАНА И МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, ПОДВЕРГНУТЫХ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ

ПАНИН А.В.

Изучено влияние ультразвуковой ударной поверхностной обработки на характер пластической деформации и механические свойства нагруженных образцов поликристаллических титана ВТ1-0 и малоуглеродистой стали Ст 3. С использованием оптической, просвечивающей электронной, растровой электронной и сканирующей туннельной микроскопии показано, что ультрамелкозернистая структура, формирующаяся в поверхностном слое материала в результате ультразвуковой обработки, обусловливает локализацию его пластического течения на различных масштабных уровнях. Исследована тонкая структура и характер распространения мезо- и макрополос локализованной пластической деформации. Установлено, что механические свойства исследованных материалов зависят от характера распространения мезо- и макрополос локализованной деформации.

ВЗАИМОСВЯЗИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ДВОЙНИКОВАНИЯ ε-МАРТЕНСИТА И ОБРАЗОВАНИЯ A'-МАРТЕНСИТА В МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СТАЛЯХ С НИЗКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ДЕФЕКТОВ УПАКОВКИ АУСТЕНИТА

НЕМИРОВСКИЙ Ю.Р., ХАДЫЕВ М.С., ФИЛИППОВ М.А.

Представлены морфологические особенности и установлены кристаллографические условия возникновения кристаллов деформационного α'-мартенсита, связанные с возможностью двойникования ε-мартенсита.

ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДИНАМИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ СПИРАЛЬНОГО ДОМЕНА

МАЛЬЦЕВ В.Н., КАРТАГУЛОВ Л.Н.

Теоретически рассчитано влияние однородного подмагничивающего поля и градиента поля на геометрические параметры статического спирального магнитного домена. Из связи параметров статического спирального домена (ССД) с характером эволюции динамического спирального домена (ДСД) делается вывод о влиянии внешних полей на динамическую устойчивость спирального домена. Показано, что с ростом поля размеры ДСД уменьшаются, при некоторых значениях поля ДСД вообще не могут существовать. На основе результатов расчета обьясняются некоторые особенности амплитудно-частотных областей существования ДСД и предлагается обьяснение конечного времени их существования.

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ЛЕГИРОВАННОСТИ АЛЮМИНИЕВОГО ТВЕРДОГО РАСТВОРА ХРОМОМ

БРОДОВА И.Г., БАШЛЫКОВ Д.В., НИКИТИН М.С., ШИРИНКИНА И.Г., ЯБЛОНСКИХ Т.И.

Металлографическим, рентгеноструктурным и электронно-микроскопическим методом изучены фазовый состав и структура быстрозакристаллизованного сплава Al-3.2% Cr, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением под высоким квазигидростатическом давлении. Определены оптимальные условия кристаллизации и деформации для формирования аномально-пересыщенного твердого раствора на основе алюминия. Установлено, что при деформации происходит частичное растворение алюминидов хрома и дополнительное легирование матрицы тугоплавким элементом.

МЕХАНИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТОТВЕРДЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ FE-CR-CO, ПОДВЕРГНУТЫХ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КОРЗНИКОВА Г.Ф., НОСКОВА Н.И., КОРНЕВА А.В., КОРЗНИКОВ А.В.

Исследовано влияние деформации сдвигом под высоким гидростатическим давлением на механические и магнитные свойства магнитотвердых сплавов 30Х23К и 25Х15К с различным исходным фазовым составом, который варьировался термообработкой в крупнозернистом и изменялся после деформации в нанокристаллическом состояниях. Установлено, что в крупнозернистом (размер зерна >10 мкм) состоянии образцы с однофазной структурой α-твердого раствора и образцы с двухфазной (α + γ)-струκтурoй обладают пластичностью <40%, но имеют низкую коэрцитивную силу. Образцы сплава с (σ + γ)- и модулированной (α 1 + а 2)-структурами имеют нулевую пластичность и обладают невысокими прочностными характеристиками, но при этом сплав с (а 1 + а 2)-структурой переходит в высококоэрцитивное состояние. Формирование нанокристаллической структуры в сплавах 30Х23К и 25Х15 К способом интенсивной пластической деформации приводит к повышению прочности и снижению пластичности в образцах с исходной а- и (а + γ)-струκтурoй. Повышение прочности и пластичности после интенсивной пластической деформации происходит в нанокристаллическом состоянии с исходными (σ + γ)- и (а 1 + а 2)-фазами, но при этом падает значение коэрцитивной силы в сплавах с (а 1 + а 2)-фазами. Обнаруженное повышение пластичности, по-видимому, связано с растворением в процессе деформации интерметаллидной σ-фазы и перестройкой модулированной (а 1 + а 2)-структуры в (а + γ)-струκтуру. Последнее приводит к падению коэрцитивной силы.

ВЛИЯНИЕ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ НА ПОЛИМОРФНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ЦИРКОНИИ

МИРЗАЕВ Д.А., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., УЛЬЯНОВ В.Г., ОКИШЕВ К.Ю., ЯКОВЛЕВА И.Л., ТАБАТЧИКОВА Т.И., УМОВА В.М.

Изучено влияние скорости охлаждения в диапазоне от 100 до 5 х 10 5 К/с на температуру начала ОЦК → ГПУ-полиморфного превращения в цирконии. Показано, что в цирконии, как и во многих других полиморфных металлах (Ti, Fe), имеются три кинетических ступени превращения, отличающиеся температурой начала (800; 640 и 520°C), структурой (массивная или корзиночная, дислокационный мартенсит и двойникованный мартенсит) и твердостью. Такая ступенчатость может быть обьяснена на основе теории кинетических ступеней фазовых превращений А.Л. Ройтбурда.

ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ МАРТЕНСИТА БИНАРНОГО СПЛАВА TI-NI МЕТОДОМ ВРЕМЯПРОЛЕТНОЙ НЕЙТРОНОГРАФИИ IN SITU ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ И НАПРЯЖЕНИЯ

ПРОКОШКИН С.Д., КОРОТИЦКИЙ А.В., ТАМОНОВ А.В., ХМЕЛЕВСКАЯ И.Ю., КАРЦЕВА Е.А.

Методом времяпролетной нейтронографии исследовано изменение межплоскостных расстояний d hkl в решетке B19'-мартенсита закаленного сплава Ti-50.0 ат. % Ni при нагреве и охлаждении в отсутствии внешней нагрузки и под воздействием напряжения. Параметры решетки мартенсита, определенные рентгенографически и нейтронографически, совпадают и ведут себя одинаково при свободных нагреве и охлаждении. Растягивающее напряжение увеличивает “недовозврат” значений d hkl плоскостей, перпендикулярных оси растяжения, и рассчитанных по ним “кажущихся” параметров решетки мартенсита после цикла фазового наклепа к их значениям, соответствующим исходному закаленному мартенситу.

АТОМНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ В МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ СИСТЕМЫ NI 3MN-NI 3АL

ГОМАНЬКОВ В.И., КОВАЛЕВ А.И., ВАЙНШТЕЙН Д.Л., ЖИГАЛИНА О.М., ТРЕТЬЯКОВА С.М., ФЫКИН Л.Е., ЧЕВЫЧЕЛОВ В.С.

Методами нейтроноструктурного анализа, электронной микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и спектроскопии потерь энергии рассеянных электронов определены параметры дальнего и ближнего атомного порядков, размеры антифазных доменов и структурных неоднородностей, химические сдвиги внутренних уровней атомов Ni и Mn, а также спектры потерь энергии рассеянных электронов в микрокристаллических сплавах системы Ni 3Mn-Ni 3Al, полученных закалкой из расплава. Показано, что изменение электронных структур атомов упорядоченной и разупорядоченной фаз сопровождается формированием дальнего атомного порядка в микрокристаллах. На примере микрокристаллических сплавов модельной изоморфной системы Ni 3Mn-Ni 3Al установлен структурный механизм образования дальнего атомного порядка в микрокристаллах.

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ И ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА ПЛУТОНИЯ

ЕЛЬКИН В.М., КОЗЛОВ Е.А., КАКШИНА Е.В., МОРЕВА Ю.С.

Представлен анализ на непротиворечивость опубликованных экспериментальных данных по фазовым превращениям и физическим свойствам различных фаз нелегированного плутония, измеренных в диапазоне давлений и температур P ≤ 60 ГПа, T≤ 700°C. Построен вариант термодинамически полного многофазного (7 фаз) уравнения состояния нелегированного плутония, удовлетворительно описывающего опубликованные к настоящему времени результаты. Выявлены имеющиеся противоречия данных, предложены направления и задачи дальнейших экспериментальных и расчетно-теоретических исследований, включающие сравнительные расчеты из первых принципов плотности, сжимаемости и энергии классических α- и β-фаз, а также недавно обнаруженной гексагональной фазы высокого давления, моделирование положения в (P, Т)-координатах кривых плавления различных фаз плутония методами молекулярной динамики, а также - новые экспериментальные исследования с использованием техники алмазных наковален и синхротронных источников излучения как в ранее обследованном при P ≤ 60 ГПа, так и в более широком диапазоне.

ВЛИЯНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО СДВИГА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И ЭНЕРГИЮ ГРАНИЦЫ НАКЛОНА Σ = 5(210)[001] В НИКЕЛЕ

БАЧУРИН Д.В., НАЗАРОВ А.А.

С помощью компьютерного моделирования методом погруженного атома исследовано изменение структуры и энергии симметричной границы наклона Σ = 5(210)[001] в никеле при деформации сдвигом параллельно границе. Для того чтобы выяснить все возможные стабильные структуры исследуемой границы, был использован метод γ-поверхности с последующей полной релаксацией в областях минимумов γ-поверхности. Показано, что граница Σ = 5(210), за исключением положения с нулевым сдвигом, обладает еще одним метастабильным состоянием жесткой трансляции в направлении, перпендикулярном оси наклона. Структура границы в обоих состояниях оказывается одинаковой, что достигается смещением плоскости границы в области второго минимума. Показано также, что избыточную энергию бикристалла при деформации сдвигом нельзя приписывать границе, - большая ее часть связана с упругой деформацией зерен.