Физика металлов и металловедение

ПРОЧНОСТЬ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 1560 И 5083 СИСТЕМЫ АL-MG-МN ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ УГЛОВЫМ ПРЕССОВАНИЕМ

МАРКУШЕВ М.В., МУРАШКИН М.Ю.

Рассмотрены особенности влияния субмикро- и микрокристаллической (СМК и МК) структуры, полученной в прутке и плитах сплавов 1560 (Al6.5Mg0.6Mn) и 5083 (Al4.4Mg0.7Mn0.15Cr) интенсивной пластической деформацией (ИПД) угловым прессованием и последующим отжигом, на характеристики их статической прочности и трещиностойкости. Установлено, что сплавы с СМК фрагментированной структурой (после ИПД) показывают прочность на 10-15% выше, чем сплав 1560 в нагартованном состоянии, но их трещиностойкость в 2-5 раз ниже, чем с МК-структурой (после прессования и отжига при 350°С). Отжиг ИПД-сплавов при 200°С, приведший к устранению нерав-новесности фрагментированной структуры и ее трансформации в СМК зеренную, на фоне незначительного снижения прочности, вызвал падение характеристик пластичности и трещиностойкости прутка сплава 1560 и их рост в плитах обоих сплавов. При этом трещиностойкость плит сплава 5083 практически достигла уровня разупрочненного МК-состояния. Проведен анализ причин такого противоположного поведения сплавов. Показано, что превалирующую роль на механические свойства оказывают различия в фазовом составе сплавов после ИПД, в частности, в объемной доле вторичных выделений β-фазы (Al 3Mg 2).

ОСОБЕННОСТИ СТАБИЛИЗАЦИИ ε-ФАЗЫ СТАЛИ 12Х18Н10Т ПРИ СДВИГЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ПАЦЕЛОВ А.М., ДЕГТЯРЕВ М.В., ПИЛЮГИН В.П., ЧАЩУХИНА Т.И., ВОРОНОВА Л.М., ЧЕРНЫШЕВ Е.Г., ТАЛУЦ Г.Г.

Методами микротвердости, рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии исследованы структурные и фазовые превращения в аустенитной стали 12X18H10T после деформации сдвигом под квазигидростатическим давлением. Деформация под давлением осуществляется как двой-никованием, так и путем образования ячеистой структуры. При истинной деформации e ≥ 5 формируется субмирокристаллическая (СМК) структура со средним размером кристаллитов 60 нм, и дальнейшая деформация не приводит к измельчению элементов структуры и росту твердости стали. Деформация под давлением 8 ГПа приводит к стабилизации е-фазы высокого давления.

О ПОВЕДЕНИИ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНЫХ ПОТЕРЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ FЕ-3% SI В ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ И ВРАЩАЮЩИХСЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

ТИУНОВ В.Ф.

Детально исследованы особенности динамического поведения доменной структуры монокристаллов Fе-3% в знакопеременных магнитных полях, направленных под различными углами к оси легчайшего намагничивания. На основе этого обсуждаются выявленные закономерности изменения магнитных потерь образцов при различных условиях перемагничивания. Установлено качественное соответствие характера изменения доменной структуры образцов во вращающихся магнитных полях с ее поведением на монокристаллах, перемагничиваемых непараллельно оси легчайшего намагничивания. На основе этого оценен уровень гистерезисной составляющей магнитных потерь на вращательное перемагничивание образцов.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МАРТЕНСИТНЫХ ФАЗ В СПЛАВЕ NI-МN-GА

КОКОРИН В.В., ПЕРЕКОС А.Е., ЕФИМОВА Т.В.

Изучены низкотемпературные фазовые превращения в мартенситной фазе сплава Ni-Мn-Gа. Обнаружено, что превращение при охлаждении осуществляется в одну стадию, между тем как при нагреве наблюдается двухступенчатый переход.

ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА ПОСЛЕ ПРОКАТКИ В ФЕРРИТНОЙ ОБЛАСТИ

ПЫШМИНЦЕВ И.Ю., ХОТИНОВ В.А., ШВЕЙКИН В.П.

Исследовано влияние особенностей структурообразования в техническом железе при многопроходной прокатке в ферритной области на комплекс механических свойств. Показано, что при термомеханической обработке (ТМО) в зависимости от температуры прокатки могут развиваться с разной степенью полноты как процессы динамического разупрочнения, так и процессы статического разупрочнения в паузах между проходами. Изучено влияние показателей напряженного состояния на сопротивление деформации и разрушению феррита при различных режимах ТМО. Полученные данные о закономерностях влияния проведенных обработок на механические свойства позволяют считать, что наиболее эффективное субструктурное упрочнение, при котором обеспечивается высокая пластичность в широком диапазоне значений показателей напряженного состояния, наблюдается после деформации на 90% в интервале температур прокатки 600-700°С.

ОРИЕНТАЦИОННЫЕ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РЕШЕТКАМИ СОЕДИНЕНИЙ R 2(FЕ, SI) 17 И R(FЕ, SI) 12 В СПЛАВАХ С R = ТB, НО

ИВАНОВА Г.В., МАКАРОВА Г.М., ЩЕРБАКОВА Е.В., ЩЕГОЛЕВА Н.Н.

В богатых железом сплавах R-Fе-Si (R = Тb, Но) соединение R 2(Fе, Si) 17 типа Тh 2Ni 17 кристаллизуется конгруэнтно, а R(Fе, Si) 12 образуется во время затвердевания слитка при более низких температурах. Между решетками этих фаз существует ориентационная связь двух типов. При одном (010)1:12 || (0001) 2:17, (100) 1:12 || {11͞20 } 2:17 и (001) 1:12 || {1͞100 } 2:17, при другом {011} 1:12 || (0001) 2:17, (100) 1:12 || {11͞20 } 2:17 и (001)1:12 || {1͞102 } 2:17. Второй тип соотношений оказался совершенно неожиданным. Общим для обоих типов является то, что направления (111) 1:12 || (20͞23) 2:17. По этим направлениям в решетках расположены плотноупакованные цепочки из гантелей, замещающих атомы R (при образовании соединений из структуры типа СаСu5). По-видимому, формирование таких цепочек играет важную роль в устойчивости вышеупомянутых соединений и в механизмах фазовых превращений в указанных сплавах.

ИЗМЕНЕНИЯ В ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОЙ СТРУКТУРЕ СТАЛИ ПРИ КВАЗИСФЕРИЧЕСКОМ УДАРНО-ВОЛНОВОМ НАГРУЖЕНИИ

ФРОЛОВА Н.Ю., ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ХЕЙФЕЦ А.Э., ЛИТВИНОВ Б.В., ПУРЫГИН Н.П., БУЗАНОВ В.И.

Методами просвечивающей электронной микроскопии и металлографии и измерениями микротвердости исследованы фазовые и структурные превращения в шаровом образце из стали 40Х, подвергнутом нагружению сходящимися ударными волнами, распространяющимися из нескольких точек инициирования. Рассмотрены структурные изменения в перлите при высокоскоростной пластической деформации; фазовые превращения под действием давления и высокой остаточной температуры, которая превышает температуру плавления стали в центральной части шарового образца; эффекты гидродинамического течения, в том числе образование полос адиабатического сдвига. Выполнен анализ изменения микротвердости в различных участках нагруженного образца.

ВЛИЯНИЕ СТАРЕНИЯ И МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНУЮ МАГНИТНУЮ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ИНВАРА Н30К10Т3

САНДОВСКИЙ В.А., УВАРОВ А.И., АНУФРИЕВ Е.И.

Исследовано влияние старения и мартенситного превращения на эффективную магнитную проницаемость инварного сплава Н30К10Т3. В этом сплаве аустенит метастабилен по отношению к мартенситному γ → α-превращению как при охлаждении ниже мартенситной точки (М н = -80°С), так и в результате расплава пересыщенного твердого раствора. Разработан новый метод изучения мартенситных превращений в инварах, основанный на теории вихретоковых преобразователей [2]. Показано, что практически анализируемые параметры разработанного метода (γ 1, γ 2, γ 3, γ 4) являются структурно-чувствительными величинами при изучении мартенситных γ → α-превращений.

ВЕЙВЛЕТНЫЙ АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНОЙ МАГНИТОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ В ВОЛЬФРАМЕ И АЛЮМИНИИ

РИНКЕВИЧ А.Б., ПЕРОВ Д.В.

Осцилляции амплитуд высокочастотных электромагнитных полей, возникающие в условиях неустойчивости, исследованы с применением вейвлетного анализа. Проведено сравнение частотных характеристик осцилляций и распределений амплитуд с результатами вейвлетного анализа. Рассмотрена возможность применения модели Ринцеля-Келлера для описания электромагнитных полей в условиях импульсной магнитодинамической неустойчивости и проведено сравнение экспериментальных результатов с предсказаниями модели Ринцеля-Келлера. Эксперименты с распространением электромагнитных волн выполнены на частотах 1.2-2.3 ГГц в магнитных полях до 80 кЭ с использованием образцов монокристаллов особочистых вольфрама и алюминия.

АТОМНАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА РАЗУПОРЯДОЧЕННОГО СДВИГОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ СПЛАВА NI 50МN 50

ПИЛЮГИН В.П., БАБАНОВ Ю.А., МИЯНАГА Т., РЯЖКИН А.В., ПАЦЕЛОВ А.М., ТЕПЛЫХ А.Е., ПОДГОРНЫХ С.М., КРУАЗЬЕ Е.Д., ГОРДОН Р.А., ЧЕРНЫШЕВ Е.Г.

Проведено комплексное исследование структурно-фазовых превращений и физических свойств упорядоченного эквиатомного сплава никель-марганец, подвергнутого воздействию больших сдвиговых деформаций в условиях высокого давления. Состояние сплава исследовалось методами ЕХАРS-спектроскопии, нейтронной и рентгеновской дифракций, просвечивающей электронной микроскопии, металлографии и магнитометрии. Обнаружено, что большие деформации сплава (е = 6 и более по логарифмической шкале) приводят к химическому разупорядочению компонентов в процессе формирования нанокристаллической структуры с размером зерна порядка 20 нм. При этом исходно антиферромагнитная упорядоченная ОЦТ-фаза переходит в разупорядоченную антифер-ромагнитную ГЦК-фазу с точкой Нееля 280 К.

ОДНОМЕРНАЯ ЧЕТЫРЕХВЕРШИННАЯ ПЛАНАРНАЯ МОДЕЛЬ ПОТТСА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., НАЙТ В.Е., САГАРАДЗЕ И.В.

Получены точные решения для одномерной четырехвершинной планарной модели Поттса в магнитном поле с помощью метода трансфер-матриц Крамерса-Ваннье. Представлены аналитические выражения для термодинамических величин, таких как намагниченность, магнитная восприимчивость, молярная теплоемкость, которые проанализированы как функции температуры и напряженности магнитного поля.

ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УСКОРЕННОГО ВЗРЫВОМ ПОТОКА ЧАСТИЦ (SIC + NI) НА МИКРОСТРУКТУРУ И АБРАЗИВНУЮ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ СТАЛИ Р6М5

КОРШУНОВ Л.Г., УШЕРЕНКО С.М., ДЫБОВ О.А., ЧЕРНЕНКО Н.Л.

Металлографическим, рентгеновским и электронно-микроскопическим методами анализа исследованы структурные превращения, происходящие в отожженной (состояние поставки) быстрорежущей стали Р6М5 под воздействием ускоренного взрывом потока частиц SiC+Ni. Изучено влияние данных превращений на сопротивление стали Р6М5 абразивному изнашиванию. Показано, что рассматриваемая взрывная обработка приводит к образованию в стали многочисленных дефектов -каналов сверхглубокого проникания частиц, микротрещин, скоплений дислокаций, а также к повреждению карбидных частиц (M 6C). Наведенная воздействием высокоскоростного потока частиц (ВСПЧ) дефектность активизирует процессы диффузионного растворения карбидной фазы при последующем нагреве стали под закалку, что приводит к повышению уровня легированности твердого раствора (прежде всего вольфрамом, молибденом и углеродом). Это обусловливает появление в структуре закаленной от 1220°С и отпущенной при 560°С (3-х кратный часовой отпуск) стали Р6М5 повышенного (до 20 об. %) количества метастабильного остаточного аустенита, а также увеличение (до 0.4 мас. %) содержания углерода в отпущенном мартенсите. Указанные структурные изменения приводят к существенному (до 2.4 раз) повышению абразивной износостойкости стали Р6М5, подвергнутой воздействию ВСПЧ и последующей стандартной упрочняющей термической обработке.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВАХ NI-Р, ПОЛУЧЕННЫХ В УСЛОВИЯХ, ДАЛЕКИХ ОТ РАВНОВЕСИЯ

ГУЛИВЕЦ А.Н., БАСКЕВИЧ А.С., ЗАБЛУДОВСКИЙ В.А.

Методами рентгеноструктурного и дифференциального термического анализов исследовано влияние импульсных режимов тока на структуру и термическую устойчивость электроосажденных сплавов Ni-Р. Установлено, что в данном интервале концентраций с увеличением содержания фосфора начало кристаллизации смещается в область более высоких температур. Определено, что конечными продуктами распада при кристаллизации аморфных сплавов Ni-Р являются равновесные фазы Ni и Ni 3Р. Показано, что на формирование аморфной и микрокристаллической структуры, процессы структурной релаксации существенное влияние оказывают неравновесные условия кристаллизации, вызванные скоростью изменения катодного перенапряжения при импульсном электроосаждении.

ИЗУЧЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗВРАТА В СПЛАВЕ АМГ6 С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЕТАЛЕЙ АВИАКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

МИРЗАЕВ Д.А., КОРЯГИН Ю.Д., ДОБРЫНИНА Я.С., ЗВОНКОВ А.А.

Приведены результаты исследования кинетики возврата в сплаве АМгб. Процессы возврата в на-гартованном сплаве АМгб с достаточной точностью описываются теорией Кульман- Коттрелла-Эйтекина, т.е. зависимость предела текучести от логарифма времени при длительных выдержках линейна. На основании теории Кульман-Коттрелла-Эйтекина получено уравнение изменения предела текучести сплава во времени. На основе полученных результатов разработана методика прогнозирования изменения механических свойств в процессе длительной выдержки или эксплуатации. С учетом особенностей процессов возврата в исследуемом сплаве получено новое общее уравнение возврата, которое, в отличие от теории Кульман-Коттрелла-Эйтекина, учитывает уменьшение скорости возврата по мере приближения предела текучести нагартованного сплава к исходному до деформации значению.

ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА МИКРОСТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТОНКИХ ПЛЕНОК TIALSIN

НАКОНЕЧНАЯ О.И.

Методами рентгеновского фазового анализа и наноиндентирования исследованы структурные и механические свойства нанокомпозитных тонких пленок на основе ТiАlSiN. Материалы получены методом катодного осаждения на подложку WC-Co. Для выяснения механизма роста тонких пленок проведены электронно-микроскопические исследования. Обнаружено, что максимальная твердость тонких пленок наблюдается для материалов с химическим составом вблизи области эвтектики А1-Si. Также этому составу соответствует наименьший размер кристаллитов в пленке (30 нм).

ДЕЗАККОМОДАЦИЯ В АМОРФНЫХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВАХ С РАЗЛИЧНОЙ ФОРМОЙ ПЕТЛИ ГИСТЕРЕЗИСА

ШУЛИКА В.В., ПОТАПОВ А.П.

Исследована магнитная дезаккомодация в аморфных сплавах на основе Fе и Со с различными формами петель гистерезиса. Показано, что стабилизация доменной структуры, происходящая при термомагнитной обработке в постоянном магнитном поле и приводящая к возникновению прямоугольных смещенных петель гистерезиса, значительно увеличивает величину дезаккомодации. Дестабилизация доменной структуры посредством термомагнитной обработки в высокочастотном магнитном поле, устраняющая локальную индуцированную магнитную анизотропию, снижает величину дезаккомодации.