Физика металлов и металловедение

ГОСУДАРСТВЕННОМУ НАУЧНОМУ ЦЕНТРУ ВИАМ – 75 ЛЕТ

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ И ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОСТАВНЫХ СЛОИСТЫХ ОБРАЗЦОВ ПО СРАВНЕНИЮ С МОНОЛИТНЫМИ

ЯКОВЛЕВА И.Л., ТЕРЕЩЕНКО Н.А., МИРЗАЕВ Д.А., ПАНОВ А.В., ШАБУРОВ Д.В.

Изучено влияние условий испытания на механические свойства и характер разрушения материала в процессе ударного нагружения. Установлено преимущество слоистой конструкции на сталях различного фазового состава (ферритной – 08Х18Т1 и аустенитной – 10Х18АГ19), испытанных в широком интервале температур (от 20°С до –196°С). Показано, что испытание составных образцов моделирует поведение под нагрузкой ферритной стали 08Х18Т1 с неоднородной, слоистой микроструктурой, полученной в ходе повторной горячей прокатки со степенью обжатия не менее 65%.

К ВОПРОСУ О ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРНЫХ МОДИФИКАЦИЙ В НАНОКЛАСТЕРАХ NI

ГАФНЕР С.Л., РЕДЕЛЬ Л.В., ГАФНЕР Ю.Я.

Методом молекулярной динамики на основе потенциалов сильной связи исследованы процессы плавления и кристаллизации нанокластеров Ni с диаметром до 3.6 нм. Изучено влияние размера частиц на стабильность полученных структурных модификаций. Отмечена зависимость процесса формирования структуры кластера от условий охлаждения из жидкого состояния. При медленной кристаллизации наблюдалось преимущественное формирование ГЦК-структуры, при быстром охлаждении в большинстве случаев происходило образование икосаэдрической фазы. Таким образом, проведенное моделирование указывает на возможность некоторого контроля формирования структуры кластеров Ni при кристаллизации.

ВЛИЯНИЕ AL, SI И CR НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ И СТОЙКОСТЬ К ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМУ ОКИСЛЕНИЮ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ БОРОНИТРИДА ТИТАНА

КИРЮХАНЦЕВ-КОРНЕЕВ Ф.В., ПЕТРЖИК М.И., ШЕВЕЙКО А.Н., ЛЕВАШОВ Е.А., ШТАНСКИЙ Д.В.

Методами рентгеноструктурного анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, вторичной ионной масс-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии исследованы термическая стабильность и стойкость к высокотемпературному окислению многокомпонентных наноструктурных покрытий в системе Ti–X–B–N (X = Al, Si, Cr). Определены твердость, модуль упругости, упругое восстановление, коэффициент трения, скорость износа и адгезионная прочность покрытий. Установлено, что покрытия Ti–B–N и Ti–Cr–B–N обладают устойчивой наноструктурой и стабильно высокими механическими и трибологическими свойствами вплоть до 1000°С. Покрытия с ГЦК-структурой могут также использоваться в качестве барьерных слоев, препятствующих диффузии атомов металла из подложки. Показано, что высокая стойкость к высокотемпературному окислению покрытий Ti–Cr–B–N и Ti–Al–Si–B–N связана с формированием на поверхности защитных оксидных слоев на основе (Ti,Cr)BO3 и TixAlySiOz.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ИНВАРНЫХ АНОМАЛИЙ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ. FE–NI СПЛАВЫ С ГЦК-РЕШЕТКОЙ

ХОМЕНКО О.А.

-Fe Ni сплавы по характеру физических свойств могут быть разделены на три группы материалов: инвары, высоконикелевые сплавы и средненикелевые сплавы переходного класса. В инварах и сплавах переходного класса в интервале T, примыкающем к TC, имеет место слабое ферромагнитное состояние. Для высоконикелевых сплавов и переходных сплавов при температуре ниже tk характерно сильное ферромагнитное состояние. Инварные аномалии физических свойств в -Fe Ni сплавах наблюдаются в температурном интервале, в котором происходит переход слабого ферромагнитного состояния в сильное состояние.

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В АМОРФНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

ЗАХАРЕНКО Н.И., СЕМЕНЬКО М.П.

Исследовано влияние внешнего магнитного поля H на тензорезистивный эффект в аморфных металлических сплавах Fe–ПМ–B (ПМ = Fe, Cr, Co) и Fe–B–Si. Показано, что внешнее магнитное поле H существенно влияет на коэффициент тензосопротивления , определяемый при продольном деформировании образцов. Основная причина такого влияния обусловлена изменением модуля Юнга под воздействием H, т.е. E-эффектом. На основе проведенного анализа предложено уравнение для определения величины E-эффекта из измерений зависимостей (H). Полученные результаты косвенно подтверждают предположение о том, что аномальное значение КТС в аморфных сплавах обусловлено изменением сферической симметрии структурного фактора.

АВТОРЕЗОНАНСНОЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ФЕРРОМАГНЕТИКЕ ПОЛЕМ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ

КАЛЯКИН Л.А., ШАМСУТДИНОВ М.А., ГАРИФУЛЛИН Р.Н., САЛИМОВ Р.К.

Теоретически исследована динамика локализованных магнитных неоднородностей в форме бризера в ферромагнетике типа “легкая плоскость” во внешнем поле с переменной частотой. Определены условия авторезонансного параметрического возбуждения бризера при наличии диссипации, роста его амплитуды со временем от малых значений до величины порядка единицы. Показана возможность не только резонансного роста, но и резонансного ослабления нелинейных колебаний локализованных магнитных неоднородностей.

УЧЕТ ФОНОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ В РЕНТГЕНОВСКОЙ ФОТОЭЛЕКТРОННОЙ И ОЖЕ-ЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

ЗАХВАТОВА М.В., ГИЛЬМУТДИНОВ Ф.З., СУРНИН Д.В.

Предложен простой и эффективный метод вычитания нелинейного фона в рентгено- и оже-электронных спектрах. Метод опробован на тестовых образцах Fe–Ni и оксидах переходных металлов известного состава.

ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА ВИХРЕПОДОБНЫХ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ С ПЛОСКОСТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

КОРЗУНИН Л.Г., ФИЛИППОВ Б.Н.

На основе точного учета основных взаимодействий, включая обменное, магнитно-анизотропное и диполь-дипольное, путем численного решения нелинейного уравнения Ландау и Лифшица найдены зависимости скоростей вихреподобных доменных стенок от времени, описывающие переход стенок и их структуры в стационарное динамическое состояние. Использовав эти кривые, были найдены эффективная масса и параметр вязкости доменной стенки. Определены зависимости этих параметров от толщины пленки и напряженности поля, перпендикулярного оси легкого намагничивания. Установлено существенное отличие эффективной массы вихреподобных стенок от массы одномерных блоховских стенок.

КОМПЬЮТЕРНАЯ ИМИТАЦИЯ РОСТА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФАЗ В СЛОЖНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

САВВИН В.С., АЗАВИ А.К., ПОВЗНЕР А.А.

Рассматриваются методика и результаты компьютерного эксперимента по контактному плавлению в двухкомпонентной системе с интерметаллидом. Предполагается возможность метастабильных состояний в жидкой прослойке. Выясняются условия выполнения параболического закона роста протяженности жидкой прослойки и соответствия концентрационного интервала жидкой прослойки равновесной диаграмме состояния. Результаты имитации сравниваются с результатами реального эксперимента.

СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6, ЛЕГИРОВАННОГО ВОДОРОДОМ, С СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

МУРЗИНОВА М.А., САЛИЩЕВ Г.А., АФОНИЧЕВ Д.Д.

Установлены температурно-концентрационные режимы водородной обработки, которые в сочетании с интенсивной пластической деформацией позволяют получать в титановом сплаве ВТ6 микроструктуру с размером составляющих около 0.1 мкм. Показано, что сплав с такой структурой сверхпластичен в интервале температур 500–650°С. Сопоставлены характеристики сверхпластичности наводороженного субмикрокристаллического сплава ВТ6 и базового, в котором субмикрокристаллическая структура получена без использования водородного легирования. Обсуждаются особенности деформационного поведения наводороженного субмикрокристаллического сплава ВТ6 в условиях сверхпластичности.

НИЗКОЧАСТОТНАЯ МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ВОЛОКНИСТЫХ FE–CU КОМПОЗИТОВ

ЧЕРКАСОВ А.Н., БЕЛОШЕНКО В.А., СПУСКАНЮК В.З., ДМИТРЕНКО В.Ю., ШЕВЧЕНКО Б.А.

Исследованы магнитные свойства волокнистых Fe–Cu композитов, изготовленных методом пакетного гидропрессования. Измерения низкочастотной магнитной восприимчивости проводились на образцах, отличающихся числом и диаметром волокон армко-железа в медной матрице. Установлено, что в определенном интервале диаметров волокон процессы деформации и отжига кардинально изменяют характер петель гистерезиса восприимчивости во внешнем магнитном поле. Показано, что это изменение может быть обусловлено структурной неоднородностью волокон, а, следовательно, и неоднородностью их магнитной подсистемы.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ БИНАРНЫХ СПЛАВОВ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ НА ОСНОВЕ TI–NI, ОБОГАЩЕННЫХ ТИТАНОМ

КУНЦЕВИЧ Т.Э., ПУШИН В.Г.

Было изучено влияние термообработки на структуру, мартенситные превращения и свойства бинарных, обогащенных титаном сплавов TiNi с памятью формы, полученных методом сверхбыстрой закалки спиннингованием струи расплава. При исследовании использованы методы просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, рентгендифрактометрии и измерений механических свойств и электросопротивления в широком интервале температур. Установлено, что отжиг исходных аморфных сплавов обеспечивает их нанокристаллизацию с образованием двухфазной нанокомпозитной структуры (TiNi + Ti2Ni), а в исходных субмикрокристаллических сплавах инициирует распад с гетерогенным образованием дисперсных частиц Ti2Ni в пересыщенной аустенитной В2-матрице. Все изученные сплавы испытывают единственный мартенситный переход В2 В19 при температурах выше комнатной, имеют высокие прочностные и пластические свойства и демонстрируют узкогистерезисные эффекты памяти формы.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛИ МЕТОДАМИ АТОМНО-СИЛОВОЙ И ПРОСВЕЧИВАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ

МАРАТКАНОВА А.Н., ЛОМАЕВА С.Ф., ЯКОВЛЕВА И.Л.

В работе исследована возможность использования метода атомно-силовой микроскопии для изучения морфологии продуктов структурных превращений в сталях. Сравнительный анализ полученных результатов с данными просвечивающей электронной микроскопии на тех же объектах показал их хорошую корреляцию и полезную взаимодополняемость.

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ И АНИЗОТРОПИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ДОМЕННЫХ СТРУКТУР ОДНООСНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ

ТОЛСТОБРОВ Ю.В., МАНАКОВ Н.A., ЧЕРЕМИСИН A.A.

Методами минимизации функционала свободной энергии и решением уравнения Ландау-Лифшица рассчитано распределение намагниченности в бесконечно длинных монокристаллических призмах Co, Nd2Fe14B и Ni80Fe20 с поперечными сечениями разных размеров. Показано, что для монокристаллов Co в некотором интервале размеров возникают доменные структуры Ландау. В монокристаллах Nd2Fe14B доменные структуры имеют ленточный вид, а монокристаллы Ni80Fe20 указанной формы находится в однодоменном состоянии.