Физика металлов и металловедение

Adsorption Method of Determining Isotherms of Surface Tension of Grain Boundaries

Bokshtein B.S., Smirnov A.N.

Предложен способ расчета поверхностного натяжения границ зерен (ГЗ) по изотермам адсорбции (зернограничной сегрегации, ЗГС). Для сплавов железа и меди определены параметры ЗГС и рассчитаны значения поверхностного натяжения ГЗ. Найденные по уравнению Шишковского значения поверхностного натяжения ГЗ сопоставлены с данными, полученными методом нулевой ползучести.

Effect of Alloying on Interatomic Interaction in the Intermetallic Compound Ni

Mitrokhin Yu. S., Belash V.P., Stepanova N.N., Rinkevich A.B., Klimova I.N., AkshentsevAl Yu. N.

Экспериментально определены значения упругих модулей и температуры Дебая для тройного сплава на основе интерметаллического соединения Ni3Al, легированного ниобием (Ni75Al19Nb6). Значения упругих модулей использованы для расчета энергии эффективного парного взаимодействия методом сильной связи. Показано повышение энергии связи в соединении Ni3Al при легировании. Полученный результат экспериментально подтвержден исследованиями электронной структуры сплава Ni75Al19Nb6 методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Теоретический анализ локальной плотности состояний (LDOS) использован для выяснения причин, определяющих для данного химического элемента тип замещения при легировании Ni3Al (на примере ниобия и кобальта).

Evolution of the Spectrum the Grain-Boundary Misorientations in Coarse-Grained Titanium during Cold Plastic Deformation

Mironov S. Yu., Salishchev G.A., Pippan R.

Проведено исследование эволюции спектра разориентировок в ходе холодной деформации титана посредством одноосного растяжения. Установлено, что пластическое течение титана характеризовалось массовым формированием новых границ деформационного происхождения, обусловленных, главным образом, призматическим скольжением и двойникованием по плоскостям {112} и {102}. Обнаружено, что границы разориентации не являются устойчивыми к пластической деформации -в ходе нее разориентировка на них сильно меняется. Показано, что на индивидуальных границах эти изменения определяются локальными кристаллографическими условиями и в первом приближении являются произвольными. Установлено, что спектр разориентировок сильно деформированного титана (в шейке образца) характеризуется преобладанием границ 30°(001), 60°(210) и 90°(100). Обсуждаются факторы, определяющие эволюцию спектра разориентировок.

On the Metastability and Incompleteness of the a-e Phase Transformation in Unalloyed Iron under the Effect of Threshold Loading Pulses: Specific Features of the Deformation Behavior and Structure of Armco Iron

Kozlov E.A., Telichko I.V., Gorbachev D.M., Pankratov D.G., Dobromyslov A.V., Taluts N.I.

Представлены данные, полученные при изучении пяти клиновых образцов армко-железа, нагруженных скользящей детонацией слоев взрывчатого вещества различного состава и толщины. При проведении взрывных экспериментов получена информация о структуре и параметрах волн сжатия и разрежения, их изменении при удалении от поверхности нагружения на различные расстояния. Проведено сопоставление результатов, полученных непосредственно при нагружении, с данными всесторонних исследований сохраненных образцов. Обнаружено хорошее совпадение границы перехода от трех- к двухволновой конфигурации при нагружении армко-железа октогенсодер-жащим ВС с положением границы перехода от плато с высокими значениями микротвердости Нμ{х) и твердости HV(x) к участку их резкого уменьшения, связанного с переходом от области полного α-ε-превращения к области, в которой α-ε -превращение протекало только частично. Выявлены особенности высокоскоростной деформации армко-железа в области исходной α-фазы и в области протекания α-ε-фазового превращения.

Phase Diagram of Magnetic States in a Ferromagnetic Nanoparticle with Single-Ion Anisotropy and Quantum Atomic Spins 5=1

Kokorina E.E., Medvedev M.V.

Исследована фазовая диаграмма магнитных состояний отдельной наночастицы с ферромагнитным внутричастичным обменным взаимодействием, одноионной одноосной анизотропией второго порядка и квантовыми атомными спинами 5=1. Показано, что в случае анизотропии типа "легкая ось" (параметр анизотропии D > 0) при понижении температуры происходит переход из парамагнитного состояния в суперпарамагнитное состояние изингоподобного типа, а в случае анизотропии типа "легкая плоскость" (D< 0) - в суперпарамагнитное состояние ХY-типа. Изучен характер сдвига температур перехода в эти состояния в зависимости от ориентации внешнего магнитного поля по отношению к оси анизотропии. Установлено, что дальнейшее понижение температуры в случае относительно слабой одноионной анизотропии приводит к переходу из этих состояний в суперпарамагнитное состояние эллипсоидального типа, в котором вектор полного момента наночастицы при своем броуновском движении перемещается по поверхности эллипсоида вращения, меняя не только свою угловую ориентацию, но и величину магнитного момента в зависимости от угла между его направлением и осью анизотропии. Для суперпарамагнитных состояний эллипсоидального и изингоподобного типа получены уравнения для оценки температуры блокировки магнитного момента наночастицы.

О ВОЗМОЖНОМ МЕХАНИЗМЕ ТЕНЗОСОПРОТИВЛЕНИЯ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ

ЗАХАРЕНКО Н.И., СЕМЕНЪКО М.П.

Исследован тензорезистивный эффект аморфных металлических сплавов (АМС) на основе Fe и системы Ni-Pd-P. Коэффициент тензосопротивления к для АМС на основе Fe составляет 0.022-0.023 ГПа-1, а для Ni-Pd-P - 0.037-0.045 ГПа-1 в зависимости от их состава. Полученные результаты не согласуются с высказанным ранее предположением о возможном механизме возникновения тензосопротивления в АМС за счет появления дополнительного вклада в структурный фактор, подобного статическому фактору Дебая-Валлера. С использованием уравнения Эванса-Гринвуда-Ллойда вычислены значения коэффициента тензосопротивления в предположении изменения сферической симметрии структурного фактора при продольной деформации образцов. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

СТАНДАРТНЫЕ ОРИЕНТИРОВКИ ГРАНИЦ ПОЛОС СДВИГА ДЛЯ КРИСТАЛЛОВ С ГПУ-РЕШЕТКОЙ В КРИСТОННОЙ МОДЕЛИ

КАЩЕНКО М.П., МАЛЬЦЕВА О.А., ЧАЩИНА В.Г.

Кристонный подход, предложенный ранее для трактовки особенностей формирования полос сдвига в кристаллах с кубической решеткой, распространяется на случай ГПУ-кристаллов. Приводится классификация спектра ожидаемых стандартных ориентировок границ полос сдвига. Предлагается качественная интерпретация формирования наблюдаемого семейства полос двойникующего сдвига с указанием естественной причины различия частотных факторов реализации полос, сводящейся к закономерному изменению векторов Бюргерса кристонов, сопоставляемых полосам сдвига с известной ориентировкой их границ. Отмечаются ближайшие перспективы исследований.

КОМПОЗИТНЫЕ ФЕРМИОНЫ И ЧЕТВЕРКИ В ФЕРМИ-БОЗЕ СМЕСИ С ПРИТЯЖЕНИЕМ МЕЖДУ ФЕРМИОНАМИ И БОЗОНАМИ

КАГАН М.Ю., БРОДСКИЙ И.В., ЕФРЕМОВ Д.В., КЛАПЦОВ А.В.

Рассматривается модель Ферми-Бозе смеси с сильным короткодействующим отталкиванием между частицами одного и того же сорта и притяжением между частицами разных сортов. В этом случае кроме стандартных аномальных средних типа (b), (bb) и (сс) возможно спаривание между фермио-нами и бозонами типа bс. Это спаривание соответствует образованию композитных фермионов в системе. При низких температурах и равных плотностях фермионов и бозонов композитные фер-мионы в дальнейшем образуют четверки. Наши исследования важны для теоретического описания высокотемпературных сверхпроводников, а также в связи с последними наблюдениями слабосвязанных димеров в магнитных ловушках при сверхнизких температурах.

DUCTILE-BRITTLE TRANSITION IN STEELS AT NEAR-SOLIDUS TEMPERATURES: II. MECHANISM OF GRAIN-BOUNDARY EMBRITTLEMENT

ЗАБИЛЪСКИЙ В.В., НИКОНОВА Р.М.

На основании экспериментальных результатов, полученных методами высокотемпературных механических испытаний, металлографии, электронно-фрактографических, оже- и РЭС-исследова-ний, показано, что появление вязко-хрупкого перехода в сталях при околосолидусных температурах связано с локальным оплавлением границ зерен. Установлено, что источниками жидкой фазы могут быть как легкоплавкие неметаллические включения различного состава, например, сульфиды FeS-MnS и оксисульфиды FeO-FeS, так и тугоплавкие неметаллические включения (плавление межфазных границ "тугоплавкое включение-матрица"). Указанные процессы приводят к значительному обогащению границ зерен примесями S, P, Si, а также кислородом. Появление жидкой фазы, в сочетании с процессами газовыделения (выделение монооксида СО), вызывает образование в тройных стыках зерен протяженных трубчатых пор диаметром 2-10 мкм. Трубчатые поры играют роль зародышевых трещин, приводящих к хрупкому разрушению в высокотемпературной области. Предложена схема охрупчивания границ зерен при локальном образовании жидкой фазы.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

СКУЛКИНА Н.А., ИВАНОВ О.А., ТАЛИПОВ А.Г., ЩЕКОТУРОВА И.С.

Систематическое исследование особенностей влияния термической обработки на воздухе на магнитные свойства лент аморфных магнитомягких сплавов с положительной магнитострикцией насыщения, проведенное на примере сплава Fe81B13Si4C2, показало, что кроме снижения уровня внутренних напряжений и влияния формы, к уменьшению объема доменов с ортогональной намагниченностью приводит формирование поверхностного аморфно-кристаллического слоя оптимальной толщины. Такой слой индуцирует преимущественно плоские растягивающие напряжения в аморфной матрице. Анизотропные напряжения в ленте, появляющиеся после термической обработки на воздухе, обусловлены соответствующим анизотропным распределением элементов внедрения из-за взаимодействия поверхности ленты с находящимися в воздухе водяными парами. Их возникновение связано с исходным распределением намагниченности в ленте. Следствием анизотропного распределения элементов внедрения в поверхностном слое ленты является появление анизотропии скорости протекания поверхностной кристаллизации сплава, что также способствует индуцированию анизотропных напряжений в ленте.

АНАЛИЗ РАСТВОРИМОСТИ КАРБИДОВ, НИТРИДОВ И КАРБОНИТРИДОВ В СТАЛЯХ МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ. П. РАСТВОРИМОСТЬ КАРБИДОВ, НИТРИДОВ И КАРБОНИТРИДОВ В СИСТЕМАХ FE-V-C, FE-V-N И FE-V-C-N

ПОПОВ В.В., ГОРБАЧЕВ И.И.

Проведен критический анализ имеющихся термодинамических данных для систем Fe-V-C, Fe-V-N и Fe-V-C-N, на основе которого с помощью CALPHAD1-метода выбраны и уточнены взаимно согласованные термодинамические описания системы Fe-V-C-N и входящих в нее подсистем. С использованием построенных термодинамических описаний выполнены расчеты фазовых равновесий в этих системах. На основе проведенных расчетов проанализирована растворимость карбидов, нитридов и карбонитридов в системах Fe-V-C, Fe-V-N и Fe-V-C-N и рассмотрены некоторые закономерности влияния состава и температуры на фазовый состав ванадийсодержащих сталей.

РОСТ ЗЕРНА ПРИ ОТЖИГЕ АРМКО-ЖЕЛЕЗА С УЛЬТРАДИСПЕРСНОЙ СТРУКТУРОЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА, СОЗДАННОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ СДВИГОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ДЕГТЯРЕВ М.В., ВОРОНОВА Л.М., ЧАЩУХИНА Т.И.

Исследовали рост зерна при нагреве армко-железа, в котором деформацией сдвигом под давлением была создана субмикрокристаллическая (СМК) структура. Увеличение степени деформации приводит к повышению однородности и измельчению СМК-структуры. Более однородная и дисперсная СМК-структура обладает высокой устойчивостью по отношению к вторичной рекристаллизации, начало которой определяет температурный порог термической стабильности. Промежуточный отжиг СМК-структуры при температуре начала рекристаллизации, позволяющий получить однородную субмикрозернистую структуру, полностью предотвращает развитие вторичной рекристаллизации вплоть до температуры полиморфного превращения. Промежуточный отжиг ячеистой структуры способствует укрупнению зерна.

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ВНЕДРЕННЫХ АТОМОВ В НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ СПЛАВАХ

СМИРНОВ Л.И.

Построена теория диффузии внедренных атомов в бинарных неупорядоченных сплавах, которая количественно объясняет недавние экспериментальные результаты по диффузии водорода в сплавах Pd-Ag. Упомянутые результаты показали необычную немонотонную зависимость коэффициента диффузии от состава сплава. Исходный пункт теории заключается в том, что при изменении состава сплава изменяются межатомные расстояния и соответственно энергии взаимодействия атомов водорода с атомами сплава. Отличительной чертой теории является то, что коэффициент диффузии водорода в сплаве удалось выразить через коэффициенты диффузии в чистых металлах, составляющих сплав.