Физика металлов и металловедение

  • Publisher Российская академия наук, Уральское отделение РАН, Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН
  • Country Россия
  • Web https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=8250

Content

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА КИНЕТИКУ МЕХАНОЛЕГИРОВАНИЯ СПЛАВА FE–NI–AL

ШАБАШОВ В.А., САГАРАДЗЕ В.В., ЛИТВИНОВ А.В., КОЗЛОВ К.А.

Обнаружено увеличение интенсивности деформационного растворения частиц интерметаллидов Ni3Al в матрице стареющего сплава Fe–35Ni–5Al с ростом скорости деформирования во вращающихся наковальнях Бриджмена. Наблюдаемая закономерность, предположительно, объясняется изменением баланса кинетики двойственного процесса деформационно-индуцированного растворения и образования фаз вследствие роста количества междоузельных атомов и сдерживанием развития альтернативного процесса выделения вторых фаз при повышении скорости деформации.

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ АБРАЗИВНОМ И ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

КОРШУНОВ Л.Г., ШАБАШОВ В.А., ЛИТВИНОВ А.В., ЧЕРНЕНКО Н.Л.

Исследованы износостойкость и структурные изменения аморфных сплавов Fe64Co30Si3B3 и Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9, в условиях изнашивания закрепленным абразивом. Структурные исследования выполнены методами металлографии, электронной микроскопии и мессбауэровской спектроскопии. Показано, что сопротивление абразивному изнашиванию аморфных сплавов в 1.6–3.1 раза ниже, чем высокоуглеродистых инструментальных сталей, имеющих близкий уровень твердости. Невысокая абразивная износостойкость аморфных сплавов обусловлена деформационным разупрочнением поверхности сплавов в процессе изнашивания. Основной объем деформированного поверхностного слоя сплавов сохраняет аморфное состояние. Его структурные изменения при изнашивании характеризуются формированием неоднородностей – фрагментов размером 10–50 нм и уменьшением ширины самого сильного “гало” на микроэлектронограммах. В аморфной матрице (сплав Fe64Co30Si3B3) формируется сильная магнитная текстура, происходит перераспределение атомов, приводящее к росту локального ближнего порядка, который отвечает фазам FeB, Fe2B, Fe3B и -Fe. В микрообъемах тонкого (несколько мкм) поверхностного слоя обнаружено образование (порядка нескольких объемных %) нанокристаллической структуры. Часовой отпуск сплава Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 при температурах ниже 500°С не влияет на твердость и износостойкость сплава. При температуре 500°С происходит рост микротвердости и износостойкости сплава Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 в результате формирования в нем нанокристаллической структуры при сохранении некоторого количества аморфной фазы. Полная кристаллизация сплава при 540°С увеличивает хрупкость сплава, что приводит к резкому снижению его износостойкости.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ГРАНИЦ ЗЕРЕН В СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ МОЛИБДЕНЕ, ПОЛУЧЕННОМ КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

ПОПОВ В.В., ГРАБОВЕЦКАЯ Г.П., СЕРГЕЕВ А.В., МИШИН И.П., ТИМОФЕЕВ А.Н., КОВАЛЕНКО Е.В.

Методом трансмиссионной электронной микроскопии исследована субмикрокристаллическая структура Mo, полученная в результате интенсивной пластической деформации кручением на 5 оборотов при 400°С под давлением 6 ГПа, и ее термическая стабильность. Методом эмиссионной мессбауэровской спектроскопии исследовано состояние границ зерен субмикрокристаллического Мо после отжигов в интервале температур 350–800°С.

57FE МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ -FE2O3-НАНОЧАСТИЦ

ЛАНЧОК А.

Магнитные наночастицы являются перспективными для применения в таких сферах как, например, оптика, электроника, биология, медицина и т.д. Главной задачей настоящего исследования был синтез наночастиц магнитной -Fe2O3-фазы в аморфной матрице SiO2. Было обнаружено, что структура и свойства конечного состояния сильно зависят от начальных условий приготовления. Анализ образцов с помощью мессбауэровской спектроскопии проводился совместно с данными порошковой рентгеновской дифракции, магнитных измерений, и трансмиссионной электронной микроскопии высокого разрешения.

ТЕРМОМАГНИТНОЕ И МЕССБАУЭРОВСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В АМОРФНОМ СПЛАВЕ ND9FE85B6 ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ОТЖИГА

ПОПОВ А.Г., СЕРИКОВ В.В., КЛЕЙНЕРМАН Н.М.

Изучено влияние интенсивной пластической деформации (ИПДК) и последующего отжига на структурные превращения и формирование магнитных свойств в быстрозакаленном сплаве (БЗС) Nd9Fe85B6, использованы методы термомагнитного анализа и мессбауэровской спектроскопии. Установлено, что в результате воздействия ИПДК на аморфный сплав Nd9Fe85B6 в нем выделяются нанокристаллы -Fe и изменяется структурное состояние аморфной А?-фазы. В отожженных образцах выявлено присутствие большого количество неравновесных фаз с различной намагниченностью. Суммарное содержание неравновесных фаз зависит от температуры отжига и влияет на обменное взаимодействие между магнитомягкими нанокристаллами -Fe и нанокристаллическими зернами Nd2Fe14B. Результат, полученный в настоящей работе, может дать объяснение расхождению высокого уровня гистерезисных свойств в нанокомпозитных материалах, предсказываемого теорией, с низкими значениями, реализуемыми на практике.

ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ДВОЙНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ СПЛАВЛЕНИИ

ЧЕРДЫНЦЕВ В.В., КАЛОШКИН С.Д.

На основании данных рентгеноструктурного анализа и мессбауэровской спектроскопии проведен сравнительный анализ кинетических зависимостей процессов структуро- и фазообразования при механоактивации модельных систем с различным типом взаимодействия. В качестве модельных использованы системы как с отрицательными (Fe–Mn, Fe–Co, Fe–Ni), так и с положительными (Fe–Cu) отклонениями теплот смешения компонентов от идеальности. Рассмотрены два основных типа кинетической зависимости эволюции фазового состава при механическом сплавлении: простая линейная (обнаружена для составов Fe70Ni30 и Fe65Co35) и двухстадийная (обнаружена для составов Fe10Co90, Fe50Mn50 и Fe86.5Cu13.5). Установлено, что схема, рассматривающая механическое сплавление металлических материалов как результат действия двух процессов – деформации и релаксации межфазных границ, позволяет обосновать экспериментально наблюдающуюся последовательность фазовых превращений на основе термодинамических движущих сил процесса. Развитые модельные представления хорошо описывают результаты экспериментальных исследований и, в частности, позволяют качественно объяснить двухстадийный характер зависимостей фазового состава от времени механоактивации.

РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЕ РАСТВОРЕНИЕ ЧАСТИЦ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ NI3ME (ME = TI, AL, ZR) В КАСКАДАХ СМЕЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ОБЛУЧЕНИЯ FE–NI–ME-СПЛАВОВ НЕЙТРОНАМИ ПРИ 340 К

САГАРАДЗЕ В.В., ШАБАШОВ В.А., ЛИТВИНОВ А.В., КОЛОСКОВ В.М., ПАРХОМЕНКО В.Д.

Методом мессбауэровской спектроскопии исследовано растворение дисперсных интерметаллидных Ni3Me (Me = Ti, Al, Zr) частиц в матрицах ГЦК Fe–Ni–Me сплавов при 340 К в каскадах смещения нейтронов. Установлено влияние предварительного старения, размеров частиц и конкурирующих радиационно-ускоренных процессов на скорость растворения интерметаллидов. Проведено сопоставление закономерности растворения частиц в каскадах смещения нейтронов и при интенсивной деформации.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКИ ИНДУЦИРОВАННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ФАЗ В -FE С ТИТАНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ ПРИ ИЗОХРОННОМ ОТЖИГЕ

МАНАКОВА И.А., ВЕРЕЩАК М.Ф., СЕРГЕЕВА Л.С., ШОКАНОВ А.К., АНТОНЮК В.И., РУСАКОВ В.С., КАДЫРЖАНОВ К.К.

Методами мессбауэровской спектроскопии и рентгеновской дифракции проведены исследования термически индуцированных процессов диффузии и фазовых превращений в неравновесных слоистых системах Fe (10 мкм)–Ti (2 мкм) и Fe0.966Ti0.034 (10 мкм)–Ti (2 мкм) при изохронном отжиге. Получены относительные концентрации фаз и установлена последовательность фазовых превращений в приповерхностных слоях и объеме исследуемых образцов. Показано, что в результате взаимодиффузии компонентов происходит образование в контактном слое подложка–покрытие интерметаллидов FeTi и Fe2Ti. Титан, диффундируя в матрицу подложки, образует твердый раствор на основе -Fe. Кинетика фазообразования в -Fe и сплаве Fe0.966Ti0.034 с титановым покрытием протекает по одному механизму без принципиальных различий, однако процесс формирования фаз в сплаве происходит при более высоких температурах. Отличие состоит только в соотношении фаз на различных этапах отжига. Обнаружено коррелированное изменение среднего значения и дисперсии функции распределения сверхтонкого магнитного поля на ядрах 57Fe в твердом растворе -Fe(Ti) с изменением концентрации примеси. Предложен метод определения концентрации атомов примеси замещения в растворе -Fe по среднему значению сверхтонкого магнитного поля n на ядрах 57Fe. В процессе последовательных термических отжигов обе системы остаются слоистыми и представлены со стороны подложки твердым раствором Ti в -Fe с предельной концентрацией, а со стороны покрытия присутствует интерметаллид Fe2 + xTi1 - x, обогащенный железом.

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАГНИТОТВЕРДЫХ СПЛАВАХ FE–CR–CO–W–GA

ИВАНОВА Г.В., ЩЕГОЛЕВА Н.Н., СЕРИКОВ В.В., КЛЕЙНЕРМАН Н.М., БЕЛОЗЕРОВ Е.В., УЙМИН М.А., ГАВИКО В.С., МУШНИКОВ Н.В.

Исследованы процессы, приводящие к высококоэрцитивному состоянию сплавов Fe–Cr–Co, легированных W и Ga, обладающих необходимой прочностью и пластичностью. Методами рентгенографии, электронной микроскопии и ЯГР изучено влияние добавок W и Ga на структурные компоненты, образующиеся в результате распада высокотемпературного твердого раствора. Выяснена роль холодной деформации, предшествующей низкотемпературным отжигам.

МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ: РОССИЯ-2009

ИЗЮМОВ Ю.А.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ СЛОИСТОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРМЕТАЛЛИД–ТВЕРДЫЙ РАСТВОР -FE(SN)

ЖУБАЕВ А.К., РУСАКОВ В.С., КАДЫРЖАНОВ К.К.

Методами мессбауэровской спектроскопии на ядрах 119Sn и 57Fe проведены исследования термически индуцированных процессов фазообразования в двухслойных системах Sn (4 мкм)–Fe (10 мкм), полученных методом ионно-плазменного осаждения. Слоистые системы подвергались последовательным изотермическим отжигам при 550°C и 700°C. Установлено образование интерметаллидов FeSn, Fe3Sn2 и твердого раствора -Fe(Sn). Показано, что характер фазовых превращений определяется изменением локальной концентрации олова в образце в процессе диффузии компонентов. Получены термически стабильные пространственно-неоднородные системы FeSn/ -Fe(Sn) и Fe3Sn2/ -Fe(Sn).

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИ ИНДУЦИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ И ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В СЛОИСТЫХ БИНАРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

РУСАКОВ В.С., СУХОРУКОВ И.А., ЖАНКАДАМОВА A.М., КАДЫРЖАНОВ К.К.

Представлены результаты моделирования термически индуцированных процессов диффузии и фазообразования в модельных и экспериментально исследованных слоистых бинарных металлических системах. В основе физической модели – феноменологическая теория Даркена и механизм взаимной диффузии компонентов по непрерывным каналам фаз в двухфазных областях системы. Моделирование процессов в модельных системах показало, что термически стабилизированные концентрационные профили двухслойной бинарной металлической системы практически не зависят от парциальных коэффициентов диффузии; для систем с одинаковой средней по образцу концентрацией компонент при увеличении толщины системы время термической стабилизации неоднородного по глубине структурно-фазового состояния возрастает по степенному закону, при этом толщины поверхностных слоев возрастают, а толщина промежуточного слоя стремится к постоянному значению. Результаты моделирования процессов диффузии и фазообразования в экспериментально исследованных слоистых бинарных системах Fe–Ti и Cu–Be при последовательных изотермических и изохронных отжигах хорошо согласуются с экспериментальными данными.

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТАВА И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ FE(FE3C, FE5SIC) SIO2 В ПРОЦЕССЕ МЕХАНОСИНТЕЗА

ЛОМАЕВА С.Ф., МАРАТКАНОВА А.Н., НЕМЦОВА О.М., ЧУЛКИНА А.А., БОХОНОВ Б.Б., АНЧАРОВ А.И., ЕЛСУКОВ Е.П.

Методами рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской спектроскопии, ИК-спектроскопии, электронной микроскопии и магнитометрии исследованы структурно-фазовые превращения, происходящие в системах Fe(Fe3C, Fe5SiC) SiO2 (аморфный кварц) в процессе механоактивации в среде аргона и на воздухе. Показано, что в результате обработки происходит формирование изолированных частиц размером 2–20 нм, имеющих сложный фазовый состав (Fe, сплав FeSi, оксиды, силикаты, карбиды), зависящий от среды измельчения. Установлено, что магнитные свойства таких систем сильно зависят от присутствующих в системе соединений кислорода и углерода, которые не идентифицируется рентгеновской дифракцией, но их присутствие подтверждается данными мессбауэровской спектроскопии.

МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НА КОНВЕРСИОННЫХ ЭЛЕКТРОНАХ В ИССЛЕДОВАНИИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕКОЛ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ

МИГЛИЕРИНИ М., ПАВЛОВИЧ М.

Fe76Mo8Cu1B15- и Fe74Nb3Cu1Si16B6-аморфные металлические сплавы были подвергнуты бомбардировке ионами азота и протонами для создания радиационного повреждения разной степени. Профили радиационного повреждения были рассчитаны методом “полных каскадов”. Мессбауэровская спектроскопия на конверсионных электронах применялась для сканирования структурных модификаций на участках поверхности облученных сплавов. Облучение ионами N+ с энергией 130 КэВ сплава Fe76Mo8Cu1B15 привело к существенному росту величин сверхтонкого поля и изомерного сдвига вследствие изменений топологического и химического ближних порядков, соответственно. После бомбардировки ионами H+ с энергией 80 КэВ никаких заметных эффектов обнаружено не было. Аморфный металлический сплав Fe74Nb3Cu1Si16B6 был облучен ионами N+ с энергией 110 КэВ и H+ с энергией 37 КэВ, и только после бомбардировки ионами азота были обнаружены изменения в химическом ближнем порядке.

ОСОБЕННОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЯХ НА CR–MN ОСНОВЕ

ТЕРЕЩЕНКО Н.А., ШАБАШОВ В.А., УВАРОВ А.И.

Изучены физические и механические свойства азотсодержащих аустенитных сталей различной системы легирования в интервале температур (–196)–700°С в закаленном состоянии. Установлено, что азотсодержащие стали на Cr–Mn основе испытывают магнитное упорядочение пара–антиферромагнетик с проявлением инварных свойств, Е-эффектом и аномалией электросопротивления. Показано, что характер температурной зависимости предела текучести азотистого аустенита определяется рядом причин. Наряду с особенностями дислокационной структуры, обусловленными низкой энергией дефектов упаковки, на упрочнение азотистого аустенита оказывает влияние магнитное состояние.

ОСОБЕННОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО И ПОЛЕВОГО ПОВЕДЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ УПОРЯДОЧЕННЫХ СПЛАВОВ FE100 - XALX (25 < X < 35 АТ. %)

ВОРОНИНА Е.В., ЕЛСУКОВ Е.П., ГОДОВИКОВ С.К., КОРОЛЕВ А.В., ЕЛСУКОВА А.Е.

Обсуждаются результаты мессбауэровских и магнитных исследований частично упорядоченных сплавов Fе100 - xAlx (25 < x < 35 ат. %) в зависимости от температуры и внешнего магнитного поля. Предлагается два варианта интерпретации температурного поведения намагниченности и среднего сверхтонкого магнитного поля на ядре 57Fe в модели коллинеарного магнетика с магнитными неоднородностями нанометрового диапазона. В первом предполагается существование кластеров с магнитными моментами, ориентированными параллельно и антипараллельно суммарной намагниченности. Такие температурные аномалии, как немонотонная зависимость намагниченности и сверхтонкого магнитного поля в области 100–200 К, на качественном уровне объясняются стабилизацией релаксационных явлений в кластерах за счет спиновых возбуждений стонеровского типа. Второй вариант основывается на предположении об изменении ориентации спинов, антипараллельных намагниченности, при увеличении температуры.

This content is a part of the Metallurgy collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request