Физика металлов и металловедение

МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА В PD

ЕВТЕЕВ A.В., ИЕВЛЕВ В.М., КОСИЛОВ А.Т., ПРИЖИМОВ А.С.

Метод молекулярной динамики был применен для изучения атомных механизмов и кинетики диффузии водорода в Pd. Диффузия атомов водорода в Pd - это цепь последовательных термоактива-ционных актов перехода октапора→тетрапора, тетрапора→октапора и т.д., с двумя разными по величине энергиями активации, от которых зависит время оседлой жизни атомов водорода в тетра-и октапорах, их концентрация в этих позициях. В работе были определены равновесные концентрации и коэффициент диффузии водорода в интервале температур 500-900 К и вычислены активаци-онные параметры перехода октапора→тетрапора и тетрапора→октапора.

ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ДЕНДРИТНОЙ СТРУКТУРЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

ЕПИШИН А.И., ЛИНК Т., БРЮКНЕР У., ФЕДЕЛИХ Б.

Исследованы остаточные напряжения в дендритной структуре монокристальных никелевых жаропрочных сплавов, используемых для производства лопаток современных газовых турбин. Показано, что из-за неоднородности γ/γ΄-мисфита, обусловленной дендритной ликвацией, величина термического сжатия дендритных осей при охлаждении больше, чем межосных пространств. Различие величин термического сжатия этих структурных составляющих приводит к возникновению остаточных напряжений, которые рассчитаны методом конечных элементов. Наличие остаточных напряжений в дендритной структуре монокристаллов никелевых жаропрочных сплавов непосредственно подтверждено рентгеновским методом и косвенно металлографически по изменению морфологии γ/γ΄-микроструктуры в процессе изотермического отжига. Обнаружено влияние дендритных напряжений на деформационное и структурное поведение монокристаллов никелевых жаропрочных сплавов в процессе нестационарной стадии высокотемпературной ползучести. Показано, что пластическая деформация γ-матрицы, потеря когерентности на межфазных границах γ/γ΄ и формирование пластинчатой γ/γ΄-микроструктуры (рафтинг) начинаются в дендритных осях 1-го порядка.

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА СТРУКТУРУ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛЮМИНИЯ И СЕДИМЕНТАЦИЮ РАСТВОРЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ВО ВНЕШНЕМ ПОТЕНЦИАЛЬНОМ ПОЛЕ

ЕСИН В.О., КРИВОНОСОВА А.С., САТТЫБАЕВ И.Ж., ФЕДОРОВА Т.Г., ЕЛОХИНА Л.В.

Экспериментально изучено распределение структурных дефектов в монокристаллах А1-0.005% вес. Си при кристаллизации расплава под давлением в условиях действия гравитационного поля вдоль поверхности фронта кристаллизации. Обнаружена седиментация растворенных примесей в поперечном сечении выращенных кристаллов. Показано, что наиболее эффективное пространственное разделение компонентов сплава наблюдается при "оптимальном" по величине давлении для выбранных условий кристаллизации.

ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОДАВЛЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА А1-5 ВЕС. % FE, ПОЛУЧЕННОГО РАВНОКАНАЛЬНЫМ УГЛОВЫМ ПРЕССОВАНИЕМ

СТОЛЯРОВ B.В., БРОДОВА И.Г., ЯБЛОНСКИХ Т.И., ЛАПОВОК Р.

Изучена роль противодавления (от 40 до 275 МПа) и числа проходов при использовании интенсивной пластической деформации (ИПД) методом равноканального углового прессования (РКУП) хрупкого литого термически неупрочняемого сплава А1-5 вес. % Fe. РКУП при комнатной температуре позволило сформировать ультрамелкозернистую (УМЗ) структуру с размером зерен 325-450 нм и в 2-3 раза повысить прочностные свойства литого сплава. Показано, что повышение величины противодавления до 275 МПа приводит к уменьшению размера зерен и измельчению интерметаллидных частиц, образованию пересыщенного твердого раствора железа в Аl матрице, повышению термической стабильности, микротвердости, прочности и пластичности деформированного сплава. РКУП переводит термически неупрочняемый сплав в класс стареющих сплавов, а искусственное старение при 175°С дополнительно повышает прочностные свойства сплава за счет дисперсионного упрочнения. Рост противодавления замедляет образование трещин в интерметаллидных частицах и увеличивает деформируемость в процессе РКУП.

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ГАФНИЕМ И БОРОМ НА ПАРАМЕТРЫ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NI3AL

ПЕРЕВАЛОВА О.Б.

Методами оптической металлографии и микрорентгеноспектрального анализа исследованы зерен-ная структура, распределение границ зерен в зависимости от энергии, локальные отклонения от стехиометрической концентрации никеля в теле зерен и вблизи границ зерен разного типа, концентрация гафния в теле зерен и по их границам в сплавах на основе интерметаллида Ni3Al, легированного бором и гафнием. Методами просвечивающей дифракционной электронной микроскопии исследована микроструктура. Установлено, что легирование интерметаллида Ni3Al гафнием и бором приводит к уменьшению средних размеров зерен, изменению распределений границ зерен по энергии, увеличению средней энергии специальных границ и уменьшению средней энергии границ общего типа, увеличению отклонений от стехиометрического состава как в теле зерен, так и по границам зерен, особенно по границам общего типа, локализации гафния по границам зерен. При уменьшении содержания алюминия от 23.5 до 22.5 ат. % возрастает вероятность локализации гафния по границам зерен и в большей степени возрастает средняя энергия специальных границ зерен.

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И МАГНИТНОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ В UAS

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., ФИЛИППОВ Б.Н.

Построена модель магнитных фазовых переходов первого рода в кристалле UAs на основе синтеза магнитной модифицированной 6-вершинной модели Поттса [1] и теоретических моделей структурных фазовых переходов в кубических кристаллах [2]. На основе выведенной системы уравнений для многокомпонентного параметра порядка и найденного численного решения в широком интервале температур рассчитана температурная эволюция магнитного рассеяния нейтронов. Показано, что высокотемпературное диффузное магнитное рассеяние нейтронов с несоразмерным положением пика при переходе через первую точку Нееля превращается в магнитные Брэгговские пики (q = 1/2), а при переходе через вторую точку Нееля магнитные Брэгговские пики расщепляются на два (q = = 1/4 и q = 3/4).

НЕКОТОРЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВИХРЕПОДОБНЫХ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ С КУБИЧЕСКОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

КОРЗУНИН Л.Г., ФИЛИППОВ Б.Н.

На основе строгого микромагнитного подхода, в рамках двухмерного распределения намагниченности и на основе численной минимизации функционала, точно учитывающего основные типы взаимодействий, включая диполь-дипольное, подробно исследованы особенности структуры вихрепо-добных асимметричных стенок нового типа, существующих только в магнитно-трехосных монокристаллических пленках с поверхностью типа (110). Эти стенки имеют двух- и трехвихревые асимметричные структуры и в пленках Fe толщиной более 200 нм являются стабильными. Рассчитаны профили намагниченности этих стенок и показано, что они различны для стенок с различным распределением намагниченности, что допускает их экспериментальную идентификацию.

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ЛИТЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ СПЛАВОВ NI-CR-MO И СО-СГ-МО

БРАУДЕ И.С., ГАЛЬЦОВ Н.Н., ПРОХВАТИЛОВ А.И., ДОЦЕНКО В.И., ЧАЙКА Е.Н.

Проведено комплексное изучение физико-механических свойств фирменных и переплавленных в лабораторных условиях сплавов Remanium GM-700 системы Со-Сг-Мо и GM-CSE системы Ni-Cr-Mo, применяемых в стоматологической практике. Путем электронно-зондового микроанализа было установлено, что однократная переплавка кобальтового сплава в лабораторных условиях не приводит к потере отдельных его компонентов, однако изменяет их распределение в сплаве. Рентгеноструктур-ные исследования фирменного и переплавленных образцов показали, что оба сплава являются двухфазными, что подтверждается измерениями микротвердости и прямыми электронно-микроскопическими исследованиями. Значения микротвердости второй фазы значительно превышают показатели микротвердости матрицы. Вторая фаза в соответствии с данными о фазовых диаграммах тройных сплавов Со-Сг-Мо и Ni-Cr-Mo предположительно является σ-фазой. Обнаружены особенности в распределении интенсивностей и полуширин рентгеновских отражений в зависимости от угла дифракции, позволившие высказать предположение о слабом неоднородном распределении атомов хрома и молибдена в разных кристаллографических плоскостях решетки матричной фазы.

ВЛИЯНИЕ ЦЕРИЯ НА КИНЕТИКУ РАСПАДА ПЕРЕСЫЩЕННОГО ТВЕРДОГО РАСТВОРА В СПЛАВАХ MG-Y

РОХЛИН Л.Л., ДОБАТКИНА Т.В., НИКИТИНА Н.И., ТАРЫТИНА И.Е., ТИМОФЕЕВ В.Н.

Используя методы измерения твердости, удельного электросопротивления и электронной микроскопии изучено влияние ~ 1% церия на кинетику распада пересыщенного твердого раствора в сплавах Mg-Y. Установлено, что добавка церия ускоряет распад пересыщенного твердого раствора в сплавах Mg-Y и повышает эффект упрочнения при старении. Ускорение распада пересыщенного твердого раствора Mg-Y-Се и повышение эффекта упрочнения при старении объясняется растворением церия в продуктах распада пересыщенного твердого раствора Mg-Y.

МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРИЕНТИРОВАННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АМОРФНОЙ ПЛЕНКИ NI НА СИНГУЛЯРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ (001) PD

ДМИТРИЕВ A.А., ЕВТЕЕВ А.В., ИЕВЛЕВ В.М., КОСИЛОВ А.Т.

Методом молекулярно-динамического моделирования исследован процесс кристаллизации аморфной пленки Ni на подложке Pd (001). Установлены закономерности формирования дефектной структуры ГЦК-пленки Ni и ее эволюции в процессе отжига.

К ТЕОРИИ ЭФФЕКТОВ РЕЗОНАНСНОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ НА ДОНОРНЫХ ПРИМЕСЯХ

ОКУЛОВ В.И.

На основе подхода Фриделя развито теоретическое описание эффектов резонансного рассеяния электронов проводимости на донорных примесях с учетом стабилизации электронной концентрации при достижении энергией Ферми энергии резонансного уровня. Исследованы аномалии концентрационных и температурных зависимостей проводимости металлов и легированных полупроводников, связанные с резонансным рассеянием. Установлено существование максимума в концентрационной зависимости и связанных с ним особенностей температурного поведения проводимости.

НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ЛИТЫХ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ γ-TIAL + α2-TI3AL

ИМАЕВ B.М., ИМАЕВ Р.М., КУЗНЕЦОВ А.В., ОЕРИНГ М., АППЕЛЪ Ф.

В работе исследовалось влияние текстуры литья, содержания алюминия на закономерности струк-турообразования в (γ + α2)-алюминидах титана при горячей деформации ниже температуры эвтек-тоидного превращения. На основании этого выявлены наиболее важные факторы, способствующие хрупкому разрушению слитков (γ + α2)-сплавов при горячей деформации и препятствующие получению качественных мелкозернистых полуфабрикатов. Предложены новые подходы к выбору композиций (γ + α2)-сплавов и их деформационно-термической обработке. Они включают в себя: а) использование β-затвердевающих (γ + α2)-сплавов с микродобавками бора, б) двухстадийную деформационную обработку, включающую деформацию сначала в (γ + α2), затем в (γ + α2)--фазовой области и обеспечивающую наиболее эффективное измельчение структуры слитка, в) использование заключительной термической обработки, обеспечивающей формирование полностью пластинчатой микроструктуры с хорошо контролируемыми размером колоний и межпластиночным расстоянием. Предложенные подходы позволяют увязать задачу достижения высокой технологической пластичности в мелкозернистом состоянии, требуемой при различных технологических операциях (прокатка листа и др.), и высокого уровня служебных свойств после заключительной термической обработки.

ВЛИЯНИЕ ДЕЙТЕРИЯ НА ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ TI3AL

ЕЩЕНКО Р.Н., ЕЛКИНА О.А., БЕРСЕНЕВ Ю.С., ПИЛЮГИН В.П.

Изучены структурные превращения в интерметаллическом соединении Ti3Al с упорядоченной гексагональной структурой при легировании дейтерием концентрации (Ti3Al)Dx x = 0.1-1.7. Установлена последовательность фазовых превращений в зависимости от концентрации дейтерия. В диапазоне концентраций х = 0.4-1.7 растворенные атомы дейтерия вызывают атомные перестройки металлической матрицы, изменяющие симметрию кристаллической решетки с гексагональной на орторомбическую. Метастабильные структуры с орторомбической кристаллической решеткой отличаются типом сверхструктуры. При концентрации дейтерия от х = 0.8 до х = 1.7 образуются дей-териды с гранецентрированной кубической решеткой и, следовательно, при данных концентрациях присутствуют дейтеридные фазы с орторомбической и гранецентрированной кубической решетками. Обсуждается роль исходно упорядоченной структуры на фазовое превращение в Ti3Al при легировании дейтерием.

АНОМАЛЬНЫЙ ГИСТЕРЕЗИС НИЗКОЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА LA 0.6SR0.2МN1.2O3 КЕРАМИКИ ВО ВНЕШНЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

ЧЕРКАСОВ А.Н., ДМИТРЕНКО В.Ю.

Экспериментально исследованы радиочастотные свойства и низкочастотный отклик La0.6Sr0.2Mn1.2O3 керамики во внешнем магнитном поле Н. Было обнаружено, что при наложении низкочастотного поля hΩcosΩt(hΩ//H) гистерезис отклика на частоте Ω, наблюдаемый в процессе перемагничивания образцов в поле Н, имеет нелинейный по hΩ характер. Предложена процедура, в результате которой были разделены линейная и нелинейная компоненты отклика. Установлено, что нелинейный вклад в низкочастотный отклик растет по отношению к линейному по мере уменьшения величины hΩ. При этом нелинейная компонента находится в противофазе с линейной при намагничивании образца и в фазе - при размагничивании.