Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕМПЕРАТУРЫ СТАРЕНИЯ НА УПРОЧНЕНИЕ, СТРУКТУРУ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ БЕРИЛЛИЕВОЙ БРОНЗЫ

КОРШУНОВ Л.Г., КОРЗНИКОВ А.В., ЧЕРНЕНКО Н.Л.

Исследовано влияние температуры старения, а также осуществляемой при 400°С интенсивной пластической деформации посредством равноканального углового прессования (РКУП) и последующего старения на интенсивность изнашивания, коэффициент трения и микротвердость закаленной от 800°С промышленной бериллиевой бронзы Бр.Б2. С помощью металлографического и электронно-микроскопического методов анализа исследована структура бронзы до и после трибологических испытаний. Показано, что отпуск (старение) бронзы при 250–400°С (3 ч), приводящий к резкому росту твердости, существенно увеличивает интенсивность изнашивания бронзы в паре со сталью 45 как в условиях сухого, так и граничного трения скольжения. Причиной этого является снижение вязкости поверхностного слоя бронзы, обусловленное выделением из -твердого раствора при старении частиц упрочняющей -фазы (CuBe). Интенсивная пластическая деформация (РКУП) значительно повышает сопротивление изнашиванию бронзы, подвергнутой последующему старению при 250–400°С. Это объясняется тем, что РКУП способствует формированию на поверхности изнашивания бронзы чрезвычайно дисперсной нанокристаллической структуры с размером кристаллов -фазы 40–50 нм, в то время, как в зоне трения закаленной, а также в закаленной и состаренной бронзе возникает значительно менее дисперсная структура с размером кристаллов матрицы до 300 нм. Предполагается, что в условиях ротационного механизма пластической деформации, реализующегося при трении скольжения в приповерхностном слое бронзы, увеличение дисперсности ее структуры, достигаемое применением РКУП, повышает вязкость и, соответственно, сопротивление изнашиванию поверхностного слоя, состаренной бронзы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВЕ FE–24.5 АТ. % PT

ДОГАН А., ХАВВАТОГЛУ Й.

Считая, что сдвиг по конкретной системе скольжения осуществляется с инвариантной решеткой, в рамках точной версии подхода инфинитезимальных деформаций (ИД) для описания ГЦК ОЦК-мартенситного превращения, наблюдаемого в железоплатиновом сплаве с 24.5 ат. % Pt, установлены ориентационные соотношения между аустенитом и мартенситом, а также получены аналитические решения для ориентации габитуса, степени деформации с инвариантной решеткой и величины суммарной деформации формы. Представлено численное сопоставление результатов проведенного исследования, как с данными эксперимента, так и решениями, получаемыми в рамках инфинитезимального подхода и феноменологической теории Бауэлса–Маккензи (БМ).

ПОЗДРАВЛЯЕМ!

МЕХАНИЗМЫ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО НЕЛЕГИРОВАННОГО УРАНА ПРИ ВЗРЫВНОМ НАГРУЖЕНИИ

КОЗЛОВ Е.А., БОНДАРЧУК С.В., ЗУЕВ Ю.Н., НОВГОРОДЦЕВ С.М.

Изучение микроструктуры и свойств квазистатически экструдированного мелкозернистого урана до и после его взрывного нагружения позволило установить, что основным механизмом его высокоскоростной деформации является множественное двойникование. Зарождение откольных и сдвиговых микроповреждений при реализованном режиме взрывного нагружения осуществляется на оксикарбонитридных включениях, как и в крупнозернистом литом металле при аналогичном режиме взрывного нагружения. Отсутствие увеличения откольной прочности урана при уменьшении исходного размера зерна в 100–250 раз связано с содержанием в материале значительного количества примесей – до 1.5 ± 0.2 об. %.

ЭФФЕКТЫ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ ТЕОРИИ ВОЗМУЩЕНИЙ В СОПРОТИВЛЕНИИ ПРОСТЫХ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

ШВЕЦ Т.В., ШВЕЦ В.Т.

Получено выражение для коэффициента электрического сопротивления простых неупорядоченных металлов, основанное на вариационном принципе. Параметры расцепления функций Грина старших порядков, возникающие при получении квантового кинетического уравнения, выбраны из условия совпадения уравнения Больцмана и квантового кинетического уравнения в низшем порядке теории возмущений. При этом, впервые удалось вычислить вклад перекрестного рассеяния в сопротивление неупорядоченных металлов в предельном случае низких температур. Показано, что при учете членов четвертого и более высоких порядков сопротивление выражается как через время релаксации, так и плотность состояний взаимодействующего с ионами электронного газа. Все рассмотренные эффекты имеют порядок величины / F где F – энергия Ферми, а – время релаксации и существенны для большинства простых неупорядоченных металлов.

СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛА NI3AL ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

СТЕПАНОВА Н.Н., ДАВЫДОВ Д.И., РОДИОНОВ Д.П., ФИЛИППОВ Ю.И., АКШЕНЦЕВ Ю.Н., ВИНОГРАДОВА Н.И., КАЗАНЦЕВА Н.В.

Проведено исследование структуры и прочностных свойств монокристаллических 001 образцов Ni3Al в литом и гомогенизированном состоянии при испытаниях на растяжение в интервале температур 1150–1250°С. При скорости нагружения 1.32 мм/мин (2 ? 10-5 м/с) образцы находятся в состоянии сверхпластичности. Основным механизмом релаксации является динамический возврат, в отдельных участках образца образуются рекристаллизованные зерна. При 1250°С в зоне разрушения наблюдаются крупные двойники, что говорит о включении дополнительных систем скольжения, необходимых для обеспечения процесса релаксации.

ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ НАГРЕВЕ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕДИ, ПОЛУЧЕННОЙ ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

ХОМСКАЯ И.В., ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ХЕЙФЕЦ А.Э., ФРОЛОВА Н.Ю., ДЯКИНА В.П., КАЗАНЦЕВ В.А.

Методами электронно-микроскопического, дилатометрического анализа, измерения микротвердости и электросопротивления исследовано влияние отжига на процесс рекристаллизации (СМК + НК)-структуры меди чистотой 99.8%, полученной высокоскоростным ( 105 с-1) деформированием при динамическом канально-угловом прессовании (ДКУП). Показано, что (СМК + НК)-структура меди термически устойчива при нагреве до температуры 150°С. Установлено, что 0 меди с (СМК + НК)-структурой при температуре 4.2 К существенно (в 5 раз) превышает 0 меди в отожженном крупнозернистом состоянии. Этот эффект обусловлен повышенной концентрацией дефектов и высокой степенью дисперсности структуры меди после ДКУП. Изменение микротвердости и электросопротивления (при температуре 4.2 К) СМК + НК-меди после отжигов характеризует степень протекания релаксационных процессов.

ЗАРЯДОВОЕ СОСТОЯНИЕ ИОНОВ МЕДИ В МОНОКРИСТАЛЛЕ YBA2CU3O6.8 (1.5 АТ. % СЕ): РЕНТГЕНОВСКИЕ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ И АБСОРБЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

БЛИНОВА Ю.В., ГАЛАХОВ В.Р., КУЗНЕЦОВ М.В., СУДАРЕВА С.В., СЕМЕНОВА А.С., ШКВАРИН А.С.

Выполнены исследования рентгеновских фотоэлектронных и абсорбционных спектров монокристаллов YBa2Cu3O6.8 (1.5 at. % Се), отожженных в вакууме, аргоне и на воздухе. Установлено, что термообработка на воздухе при 200°C в течение 100 часов привела к появлению ионов Cu1+ (в приповерхностном слое) и увеличению степени ковалентности связи Cu–O (в “объеме”).

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛЕЖАНДРА В МОДЕЛЯХ ХАББАРДА И АНДЕРСОНА

ЧАЩИН Н.И.

Выведенные ранее уравнения в вариационных производных для модели Хаббарда и однопримесной модели Андерсона после преобразования Лежандра представлены в виде системы двух нелинейных интегральных уравнений. Одночастичные пропагаторы числа частиц и момента, определяемые этими уравнениями, обнаруживают правильное поведение в трех различных предельных случаях. Во-первых, для обеих моделей в пределе нулевой ширины зоны проводимости W/U = 0 получается результат, известный как атомный предел. С другой стороны, показано, что в пределе U/W 1 принцип Паули в виде дополнительного уравнения связи исключает из ряда теории возмущений некоторый класс диаграмм, имеющихся в стандартном разложении. И, наконец, для случая U = , Ne = Nат – 1 в рамках модели Хаббарда получено решение, согласующеeся с точным утверждением Нагаока о насыщенном ферромагнетизме. Осуществлен расчет плотности электронных примесных состояний симметричной модели Андерсона в парамагнитной фазе для различных значений параметров кулоновского взаимодействия U/ и температуры T/ , где – ширина локализованного уровня примеси. Результаты расчета находятся в хорошем согласии с результатами, полученными другими методами.

СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ВЫСОКОСКОРОСТНОМУ КАНАЛЬНО-УГЛОВОМУ ПРЕССОВАНИЮ И ДЕФОРМАЦИИ ПРОКАТКОЙ

ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ШОРОХОВ Е.В., ДОБАТКИН С.В., ФРОЛОВА Н.Ю., ХЕЙФЕЦ А.Э., ХОМСКАЯ И.В., НАСОНОВ П.А., УШАКОВ А.А.

Исследована макро- и микроструктура, измерены механические свойства при испытаниях на растяжение технического титана, подвергнутого динамическому канально-угловому прессованию (ДКУП) при повышенных температурах в один и два прохода, а также дополнительной теплой прокатке и низкотемпературному отжигу. Структура титана после ДКУП при повышенной температуре представляет собой дисперсную смесь мелких рекристаллизованных зерен (от 1 до 2 мкм) и деформированных нерекристаллизованных участков. Деформированные участки имеют субзеренное строение с размером субзерен 200–300 нм. При втором проходе размер рекристаллизованных зерен уменьшается вдвое по сравнению с ДКУП в один проход, субзерна в деформированных участках приобретают более равноосную форму, и микроструктура становится более однородной. Теплая прокатка образцов, подвергнутых ДКУП при повышенных температурах, повышает общую плотность дислокаций и создает высокий уровень внутренних напряжений. После ДКУП при 530°С в два прохода предел прочности титана 650 МПа и относительное удлинение 19%. Дополнительная прокатка на 50% при 300°С и отжиг при низкой температуре повышает предел прочности до 790 МПа при сохранении высоких значений относительного удлинения 15%.

АВТОБЛОКИРОВКА ДИСЛОКАЦИЙ В ИНТЕРМЕТАЛЛИДЕ NI3GE: КУБИЧЕСКОЕ СКОЛЬЖЕНИЕ

ГРИНБЕРГ Б.А., ИВАНОВ М.А., АНТОНОВА О.В., ПЛОТНИКОВ А.В., КРУГЛИКОВ Н.А., ВЛАСОВА А.М., СОЛОВЬЕВА Ю.В.

Обнаружена автоблокировка дислокаций, принадлежащих плоскости куба, в интерметаллиде Ni3Ge. Выяснена природа кубического скольжения. Эксперименты включали деформацию при температуре выше температуры Tmax пика предела текучести и последующий нагрев без нагрузки. Кроме того, исследовано изменение дислокационной структуры при медленном охлаждении от температуры предварительной деформации. В этом случае автоблокировка дислокаций обнаружена впервые. На основе совокупности экспериментальных данных сделано заключение о двухдолинном потенциальном рельефе дислокации в плоскости куба. Именно разность между глубинами долин – долины Пайерлса (размазанное ядро в плоскости куба) и самой глубокой долины (сверхчастичная дислокация, расщепленная в плоскости октаэдра) обеспечивает движущую силу автоблокировки в отсутствие внешнего напряжения. Рассмотрены различные аспекты кубического скольжения: исчезновение кубического скольжения при T < Tmax и соответственно ненаблюдение аномального хода предела текучести, а также исчезновение октаэдрического скольжения при T > Tmax.

ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛА НИОБИЯ В УСЛОВИЯХ НАГРУЖЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИ СХОДЯЩИМИСЯ УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ

ДОБРОМЫСЛОВ А.В., ТАЛУЦ Н.И., ДОЛГИХ Г.В., КОЗЛОВ Е.А.

Методами рентгеноструктурного анализа, оптической металлографии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, а также измерением микротвердости проведено послойное изучение структуры монокристалла ниобия, подвергнутого нагружению сферически сходящимися ударными волнами. Обнаружено, что после нагружения в большей части объема образец приобретает поликристаллическое строение. Установлено, что основными механизмами высокоскоростной пластической деформации монокристалла ниобия являются скольжение и образование вихревой структуры вследствие развития полос локализации деформации и одновременного образования и расширения внутренней полости. Полосы адиабатического сдвига при использованном способе нагружения в монокристалле ниобия не образуются.

ТЕРМИЧЕСКИ НЕСТАБИЛЬНЫЕ ГИДРИДЫ АЛЮМИНИДА ТИТАНА TI3AL

КАЗАНЦЕВА Н.В., ПОПОВ А.Г., МУШНИКОВ Н.В., СКРИПОВ А.В., СОЛОНИНИН А.В., АЛЕКСАШИН Б.А., НОВОЖЕНОВ В.И., САЗОНОВА В.А., ХАРИСОВА А.Г.

Проведено исследование водородоемкости алюминидов титана (Ti,Nb)3Al, подвергнутых механоактивации в атмосфере водорода. Показано, что применение этого метода позволяет получать термически нестабильные гидриды алюминида титана Ti3Al с высоким содержанием водорода (до 2.6 мас. %) при комнатной температуре и нормальном давлении без повышенных требований к чистоте подаваемого водорода. Обнаружено, что термически нестабильные наноструктурированные гидриды алюминида титана Ti3Al обладают более высокой подвижностью водорода по сравнению с гидридами в микрокристаллическом состоянии. Установлено, что малые добавки ниобия (до 2.1 ат. %) снижают водородоемкость. Проведены опыты по созданию массивных образцов из полученных гидридных порошков.