Физика металлов и металловедение

ОСОБЕННОСТИ РОСТА ПЛАСТИНЧАТОГО ПЕРЛИТА В ЗОНЕ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

НИКУЛИНА А.А., СМИРНОВ А.И., БАТАЕВ И.А., БАТАЕВ А.А., ПОПЕЛЮХ А.И.

С использованием метода просвечивающей электронной микроскопии исследованы сварные швы между заготовками из высокоуглеродистой перлитной и хромоникелевой аустенитной сталей, полученные по технологии стыковой контактной сварки. Установлено, что в зонах соединения разнородных сталей формируются колонии пластинчатого перлита, легированного хромом и никелем. В середине ферритных пластин зафиксированы тонкие прослойки аустенита. Формируемая при этом структура представляет собой сочетание пластин из трех фаз, расположенных в последовательности “Ц–Ф–А–Ф–Ц–Ф–А–Ф... ”. Дисперсность феррито-цементитной структуры в колониях легированного перлита выше, чем в нелегированном перлите.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРА ХРОМОЦИРКОНИЕВОЙ БРОНЗЫ ПОСЛЕ ДИНАМИЧЕСКОГО КАНАЛЬНО-УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО СТАРЕНИЯ

ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ДОБАТКИН С.В., ФРОЛОВА Н.Ю., ХОМСКАЯ И.В., ХЕЙФЕЦ А.Э., ШОРОХОВ Е.В., НАСОНОВ П.А.

Исследованы изменения структуры и механических свойств низколегированной хромоциркониевой бронзы Cu–0.14% Cr–0.04% Zr после высокоскоростной (104 105 с-1) деформации методом динамического канально-углового прессования (ДКУП) и последующих отжигов при 300–700°С. Установлено существенное повышение механических свойств исследуемой бронзы после ДКУП и после ДКУП и последующего старения при температурах 400–450°С. Так, предел прочности увеличивается в 2.6 и 2.8 раза, предел текучести – в 3.3 и 5.1 раза соответственно, по сравнению с исходным закаленным состоянием, при сохранении удовлетворительной пластичности. Показано, что при ДКУП и последующих отжигах в исследуемой низколегированной бронзе происходит распад -твердого раствора с выделением наноразмерных частиц. Это приводит к существенному упрочнению бронзы и повышению ее термической стабильности по сравнению с медью, подвергнутой ДКУП.

НАКОПЛЕНИЕ И ОТЖИГ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ И ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА НИХ В АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 16CR15NI3MO1TI ПРИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ НЕЙТРОННОМ И ЭЛЕКТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИ

АРБУЗОВ В.Л., ГОЩИЦКИЙ Б.Н., ДАНИЛОВ С.Е., ЗАЛУЖНЫЙ А.Г., ЗУЕВ Ю.Н., КАРЬКИН А.Е., ПАРХОМЕНКО В.Д., САГАРАДЗЕ В.В.

Проведены исследования влияния водорода, накопления и отжига радиационных дефектов на физико-механические свойства аустенитной стали Х16Н15М3Т1 (16Cr15Ni3Mo1Ti) при низкотемпературных (77 K) нейтронном и электронном облучениях. Показано, что водород при концентрации около 300 ат. ppm снижает пластичность на 25%. Присутствие гелия (2.0–2.5 ат. ppm), введенного по методу тритиевого трюка, сказывается на пределе текучести и практически не сказывается на охрупчивании. Как при электронном, так и при нейтронном облучении существует линейная связь между приростом предела текучести и корнем квадратным из прироста остаточного электросопротивления (концентрации радиационных дефектов). Отжиг вакансий происходит в районе 300 K (энергия миграции вакансий 1.0–1.1 эВ). Вакансионные кластеры, диссоциируют около 480 K (энергия диссоциации 1.4–1.5 эВ).

ВЛИЯНИЕ ЦЕРИЯ НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА АМГ2

ИБРОХИМОВ Н.Ф., ГАНИЕВ И.Н., НИЗОМОВ З., ГАНИЕВА Н.И., ИБРОХИМОВ С.Ж.

Приводятся результаты измерения теплофизических свойств и термодинамических функций сплава АМг2, легированного церием, в режиме “охлаждения”.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСПОРТ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ ИКОСАЭДРИЧЕСКИХ ФАЗ

ВЕКИЛОВ Ю.Х., ЧЕРНИКОВ M.A., ДОЛИНИЧЕК Я.

Низко-температурный электронный транспорт в поликристаллах квазикристаллических фаз с икосаэдрической структурой анализируется в рамках представлений модели гранулированной электронной системы. В этой модели зерна (капли) металлической икосаэдрической фазы окружены протяженными дефектами и границами зерен, которые создают изолирующее окружение. Электронный транспорт в этой модели определяется размерным квантованием электронных состояний внутри металлических зерен, межзеренным туннелированием и электростатическими барьерами. В зависимости от температуры и структурного состояния системы имеет место прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка в режиме Эфроса–Шкловского или Мотта, преимущественно с упругим котуннелированием. В случае сильной межзеренной связи система переходит в металлический режим со степенной температурной зависимостью электропроводности.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРЫ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЭКВИАТОМНОГО СПЛАВА TI50.0NI50.0

ЧУРАКОВА А.А., ГУНДЕРОВ Д.В.

Данная статья посвящена исследованию влияния термоциклирования в диапазоне температур термоупругого мартенситного превращения B2-B19 на микроструктуру, температуры мартенситных превращений и механические свойства эквиатомного сплава Ti50Ni50 в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состоянии, полученном РКУП. Сто циклов термоциклирования и вызванное ими увеличение плотности дислокаций в КЗ сплаве привело к понижению температур мартенситных превращений. В УМЗ-сплаве температуры прямого превращения (Ms, Mf) на 2–3°С снижаются, а температуры обратного превращения (As, Af) на 6°С повышаются. Предел прочности практически не изменяется в результате термоциклирования, но предел текучести повышается существенно от 430 до 550 МПа и от 935 до 1120 МПа для КЗ и УМЗ- состояний соответственно.

EFFECT OF HEAT TREATMENTS ON STRUCTURAL, MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF AL 2017 ALLOY

LEMMADI FATIMA Z.

The effect of ageing at 300 °C before and after quenched at two temperatures of 180 and 280°C on the Al 2017 alloy was studied. The structural properties were investigated using X-ray diffraction; the microstructural evolution was investigated using scanning electron microscopy and microhardness measurement for the mechanical properties. After various states of ageing, the Al–Cu–Fe alloy shows significant changes in the microstructure and mechanical behavior. After ageing, the microstructure of the matrix consisted of a three solid solution of – Al–Cu–Fe, – AlFe and – Al2Cu phases precipitations. After two-step heat treatment (quenching and ageing), the alloy reveals the formation of and phases precipitates. After ageing at 300°C of original sample, the alloy reveals higher precipitates, corresponding to the minimum value of microhardness, the volume fraction of this precipitates becomes higher. On the other hand, the TTT curves for the discontinuous and continuous precipitation reaction in this alloy have been suggested.

ИССЛЕДОВАНИЕ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВЕ CO–9 АТ. % АL

КАЗАНЦЕВА Н.В., СТЕПАНОВА Н.Н., ВИНОГРАДОВА Н.И., ДЕМАКОВ С.Л., ЮРОВСКИХ А.С., ДАВЫДОВ Д.И., ШИШКИН Д.А., РИГМАНТ М.Б., РОМАНОВ Е.П.

Исследованы фазовые превращения в сплаве Co–9 ат. % Al после медленного охлаждения с печью. Показано, что структура и фазовый состав сплава после медленного охлаждения не соответствует равновесной диаграмме состояния для сплава этого химического состава. Установлено, что мартенситное превращение не требует переохлаждения и протекает даже при медленном охлаждении сплава. Обнаружено, что образование 4H модулированного мартенсита является специфической особенностью бинарных сплавов кобальта и не связано со скоростью их охлаждения. Определены температуры Кюри для В2-, - и - фаз.

СТРУКТУРА, ТЕКСТУРА И СВОЙСТВА СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НИОБИЯ НА СТЕКЛОУГЛЕРОДЕ

КОЛОСОВ В.Н., ШЕВЫРЁВ А.А.

На подложки из стеклоуглерода “СУ-2000” из солевого расплава (LiF + NaF + KF)эвт. K2NbF7 электрохимическим осаждением нанесены сверхпроводящие покрытия ниобия толщиной 0.1–100 мкм. Рентгеновскими методами исследованы их структура, текстура и остаточные напряжения. Показано, что при нанесении покрытий на границе раздела подложка/покрытие образуется диффузионный сверхпроводящий слой карбида ниобия. Установлена последовательность смены оси текстуры ниобиевых покрытий с 100 через 211 до бестекстурного состояния по мере нарастания их толщины. Обнаружено, что в интервале 0.5–5 мкм происходит смена знака напряжения (сжимающие напряжения меняются на растягивающие напряжения) и оно достигает максимальной величины. При увеличении толщины покрытия с 5 до 100 мкм растягивающие напряжения снижаются с 345 до 80 МПа. Показано, что полученные покрытия могут быть использованы в качестве исходного материала для создания рабочего слоя ротора сверхпроводящего криогенного гироскопа.

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ФРАГМЕНТИРОВАННОЙ СТРУКТУРЫ В НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ МАРТЕНСИТНЫХ СТАЛЯХ

ТАБАТЧИКОВА Т.И., ЯКОВЛЕВА И.Л., ДЕЛЬГАДО РЕЙНА С.Ю., ПЛОХИХ А.И., ОСПЕННИКОВА О.Г., ГРОМОВ В.И.

Методами металлографии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследована структура низкоуглеродистых сталей мартенситного класса ВКС-7 и ВКС-10, подвергнутых теплой прокатке либо осадке при температурах 600, 700°С (в -состоянии) и 800°С (в -состоянии). Показано, что деформация прокаткой при 600°С со степенью 40 и 60% не приводит к нарушению реечной структуры исходного мартенсита, увеличение температуры прокатки до 700°С и степени деформации до 80% способствует развитию рекристаллизации “in situ”. Обнаружено, что при теплой деформации осадкой рекристаллизация происходит при более низких температурах, чем при теплой прокатке. Показано, что теплая деформация осадкой при температуре 700°С приводит к образованию фрагментированной структуры с высокой долей супермелких зерен размером менее 2 мкм.

ТЕТРАГОНАЛЬНОСТЬ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АТОМОВ УГЛЕРОДА В МАРТЕНСИТЕ FE–C НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЧИРКОВ П.В., МИРЗОЕВ А.А., МИРЗАЕВ Д.А.

В статистической теории упорядочения атомов углерода в z-подрешетке мартенсита важнейшую роль играет параметр деформационного взаимодействия атомов углерода 0, определяющий критическую температуру ОЦК–ОЦТ-перехода. Полученные в последние годы методами компьютерного моделирования значения указанного параметра (6–11 эВ/атом) существенно отличаются от величины 0 = 2.73 эВ/атом, полученной А.Г. Хачатуряном. В данной статье величина 0 была рассчитана двумя способами на основе молекулярно-динамического моделирования упорядочения атомов углерода в решетке мартенсита для температур 500, 750, 900 и 1000 K в широкой области концентрации углерода, включающей сcrit. Никаких “хвостов” упорядочения ниже сcrit обнаружено не было. Аналитически показано, что в теории упорядочения Хачатуряна для кристалла в упругом окружении имеется неточность. При ее устранении возникновения “хвостов” упорядочения не происходит: тетрагональность меняется скачком от = 0 до crit = 0.75 при сcrit = 2.9kT/ 0 вместо crit = 0.5 и сcrit = 2.77kT/ 0 для изолированного кристалла. При моделировании обнаружена кластеризация атомов углерода в виде пластинообразных скоплений вдоль плоскостей {102}, разделенных плоскими участками, где углерод отсутствует. Обсуждено влияние ближнего порядка в расположении соседних атомов С на термодинамику упорядочения.

УГЛОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ШИРИНЫ ЛИНИИ ФМР И АНИЗОТРОПИЯ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ В ФЕРРИТ-ГРАНАТАХ

КОБЕЛЕВ А.В., ШВАЧКО Ю.Н., УСТИНОВ В.В.

Настоящая работа посвящена проблеме выделения вклада анизотропии релаксации в угловую зависимость ширины линии ФМР и возможности определения значений параметров релаксации. Приведены результаты исследования методом ФМР пленок на основе железо-иттриевого граната, полученных методом жидкофазной эпитаксии. Проведены расчеты ориентационной зависимости ширины линии в традиционной методике снятия спектра ФМР и при сканировании под углом к резонансному полю для получения минимальной ширины линии. Предложена модель расчета ширины линии, учитывающая анизотропию релаксационного слагаемого в уравнении движения магнитного момента. Модель приводит к зависимости, хорошо согласующейся с экспериментальными данными, что позволяет утверждать, что, скорее всего, имеет место анизотропия релаксации в рассматриваемых образцах при указанных температурах.

О ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

ГЛАДКОВ С.О.

С помощью микроскопического подхода проводится подробное вычисление коэффициента объемного расширения металлов P. Продемонстрировано неплохое согласие теоретически вычисленных значений P с экспериментальными.