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 КАРБИДНОЙ ФАЗЫ НА ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТЫХ АНТИФЕРРОМАГНИТНЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ, ЛЕГИРОВАННЫХ ВАНАДИЕМ И МОЛИБДЕНОМ

КОРШУНОВ Л.Г., КОСИЦЫНА И.И., САГАРАДЗЕ В.В., ЧЕРНЕНКО Н.Л.

Исследовано влияния специальных карбидов (VC, Me6C, Mo2C) на сопротивление изнашиванию и коэффициент трения аустенитных стабильных (Ms ниже –196°С) антиферромагнитных (TN = 40–60°С) сталей 80Г20Ф2, 80Г20М2 и 80Г20Ф2М2. С помощью металлографического и электронно-микроскопического методов исследована структура и эффективная прочность (микротвердость Нп, сопротивление сдвигу ) поверхностного слоя данных сталей. Показано, что присутствие в закаленных от 1150°С сталях 80Г20Ф2, 80Г20М2 и 80Г20Ф2М2 крупных частиц первичных специальных карбидов снижает эффективную прочность, сопротивление адгезионному и абразивному видам изнашивания данных материалов. Это обусловлено отрицательным влиянием карбидных частиц на вязкость сталей и уменьшением содержания углерода в аустените вследствие частичного связывания углерода в рассматриваемые карбиды. Старение закаленных сталей на максимальную твердость (650°С – 10 ч) оказывает существенное положительное влияние на параметры эффективной прочности (Нп, ) поверхностного слоя и, соответственно, на сопротивление сталей различным видам изнашивания (абразивное, адгезионное, при граничном трении). Наибольшее положительное влияние старения на износостойкость наблюдается при адгезионном изнашивании анализируемых сталей. При трении с повышенными скоростями скольжения (до 4 м/с) в условиях интенсивного (до 500–600°С) фрикционного нагрева стали 80Г20Ф2, 80Г20М2 и, особенно, сталь 80Г20Ф2М2, подвергнутые закалке и старению, намного превосходят по трибологическим свойствам сталь 110Г13 (Гадфильда). Это обусловлено наличием у исследуемых сталей благоприятного сочетания большой эффективной прочности и фрикционной теплостойкости поверхностного слоя, которые являются результатом присутствия в сталях большого количества специальных карбидов, а также высокой степени легированности матрицы сталей ванадием и молибденом. В процессе трения на поверхности изнашивания анализируемых сталей формируются нанокристаллические структуры аустенита, обладающие высокой эффективной прочностью и износостойкостью.

ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОГО СПЛАВА BI–43% ВЕС. SN И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И СТАРЕНИЯ

КОРШАК В.Ф., ЧУШКИНА Р.А., ШАПОВАЛОВ Ю.А., МАТЕЙЧЕНКО П.В.

Выполнены рентгенодифрактометрические исследования образцов сверхпластичного сплава Bi–43% вес. Sn в литом, литом с последующим обжатием на гидравлическом прессе на 70, состаренных литом и предварительно обжатом и деформированном в условиях сверхпластичности состояниях. Съемки проведены с помощью дифрактометра ДРОН-2.0 с использованием рентгеновского CuK -излучения. Выполнен электронно-зондовый микроанализ состаренных и деформированных в условиях сверхпластичности образцов с использованием растрового электронного микроскопа JSM-820 с системой рентгеновского микроанализа LINK AN/85S. Установлено, что исходное структурно-фазовое состояние сплава является аморфно-кристаллическим. Обсуждаются причины, приводящие к изменению этого состояния в условиях деформации и старения. Сделан вывод о том, что эффект сверхпластичности проявляется на фоне процессов, определяющихся стремлением к фазовому равновесию исходно метастабильного сплава, аналогично тому, как это наблюдается и в ранее исследованном эвтектическом сплаве Sn–38% вес. Pb.

ВЛИЯНИЕ УПРУГИХ И ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ОСТАТОЧНУЮ НАМАГНИЧЕННОСТЬ АНСАМБЛЯ НАНОЧАСТИЦ

АФРЕМОВ Л.Л., КИРИЕНКО Ю.В.

В рамках модели однодоменных невзаимодействующих наночастиц проведено теоретическое исследование влияния механических напряжений на остаточную намагниченность. Получены соотношения, определяющие два основных вида остаточной намагниченности во всем диапазоне напряжений. В приближении малых полей намагниченность первого типа, механизм образования которой подобен механизму образования нормальной остаточной намагниченности, квадратична как магнитному полю, так и напряжениям и слабо меняется с ростом последних. Причем, в зависимости от соотношения между константами магнитострикции, эта намагниченность может возрастать или убывать с увеличением напряжений. Намагниченность второго типа, возникающая в результате немонотонного поведения критических полей наночастиц в ходе изменения напряжений, пропорциональна полю и напряжениям. Показано, что продольная намагниченность, образованная в поле напряжений, параллельных магнитному полю, всегда больше поперечной. Характер поведения остаточной намагниченности с ростом механических напряжений существенно зависит от того, образуется ли эта намагниченность в нагруженном или разгруженном после пластической деформации состоянии. В области напряжений, где анизотропия приложенных напряжений меньше кристаллографической анизотропии, пластическое растяжение должно привести к уменьшению намагниченности по сравнению с возникшей в пластически не деформированном состоянии. Пластическое сжатие может привести как к росту, так и к падению остаточной намагниченности.

К ТЕОРИИ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ ДИФФУЗИИ В НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛАХ В УСЛОВИЯХ НАСЫЩЕНИЯ ДИФФУЗАНТОМ ПРИГРАНИЧНОЙ ОБЛАСТИ

КЕСАРЕВ А.Г., КОНДРАТЬЕВ В.В., ЛОМАЕВ И.Л.

В работе, которая является продолжением [1], дано обобщение теории зернограничной диффузии на случай сильно меняющегося вблизи границ зерен коэффициента объемной диффузии при относительно больших временах отжига, когда размер приграничной насыщенной зоны превосходит характерный масштаб убывания коэффициента диффузии, но перекрытия диффузионных зон в нанозерне не происходит. Анализ диффузионной задачи в этом случае приводит к решениям аналогичным по виду решению одномерной диффузии по границам зерен, соответствующему в обычных поликристаллах С-режиму отжигов, но с зависящими от времени эффективными параметрами: диффузионной шириной границы и коэффициентом зернограничной диффузии. Показано, что учет приграничной области ускоренной диффузии приводит к уменьшению глубины проникновения диффузанта по границе при одновременном увеличении средней слоевой концентрации. Для нанокристаллической меди даны оценки этих диффузионных характеристик. Представлены результаты численных расчетов диффузионной задачи, позволившие установить область применимости предлагаемого подхода.

ГРАДИЕНТНЫЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ, ФОРМИРУЮЩИЕСЯ В СТАЛИ 08Х18Н10Т ПРИ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ ДО РАЗРУШЕНИЯ

ИВАНОВ Ю.Ф., ГРОМОВ В.Е., ГОРБУНОВ С.В., ВОРОБЬЕВ C.В., КОНОВАЛОВ С.В.

Методами оптической, сканирующей и просвечивающей дифракционной электронной микроскопии проведены исследования структурно-фазовых состояний стали 08Х18Н10Т, разрушенной в условиях усталостного нагружения. Выявлены структурные факторы, снижающие усталостную долговечность материала. С целью повышения усталостной долговечности стали рекомендовано провести обработку поверхности материала концентрированными потоками энергии.

ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД АНТИФЕРРОМАГНЕТИК–ДЛИННОПЕРИОДИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА В ОКСИДАХ RMN2O5

МЕНЬШЕНИН В.В., НИКОЛАЕВ В.В., ДМИТРИЕВ А.В.

Проведен анализ магнитного фазового перехода в оксидах RMn2O5 из антиферромагнитной в несоизмеримую фазу. Показано, что он является фазовым переходом второго рода и может происходить по одному из полных неприводимых представлений пространственной группы Pbam, т.е. без понижения симметрии кристаллической решетки. Установлено, что уменьшение электрической поляризации оксидов при этом переходе вызвано длиннопериодическим магнитным упорядочением.

ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫХ ОКСИДАМИ СТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ОКИСЛЕНИЯ

САГАРАДЗЕ В.В., ЛИТВИНОВ А.В., КОЗЛОВ К.А., ШАБАШОВ В.А., ВИЛЬДАНОВА Н.Ф., КАТАЕВА Н.В.

Методами мессбауэровской спектроскопии, трансмиссионной электронной микроскопии и рентгенографического анализа исследованы закономерности индуцированного деформацией растворения поверхностного слоя оксидов железа в матрицах сплавов железа с ОЦК- и ГЦК-решетками. Предложен способ конструирования упрочненных дисперсными оксидными наночастицами сплавов железа, легированных элементами, обладающими высоким сродством к кислороду (титаном и иттрием), сущность которого заключается в динамическом растворении при сильной холодной деформации поверхностного слоя оксидов железа и выделении вторичных нанооксидов иттрия и титана при последующем высокотемпературном спекании механолегированного порошка. Показана возможность оксидного упрочнения чистого железа при его взаимодействии с воздухом без введения традиционных легирующих элементов.

МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ

ШАЛИН А.С.

Исследованы оптические свойства пространственно упорядоченных нанокомпозитов, состоящих из сферических диэлектрических и металлических наночастиц. На основе метода интегральных уравнений получены и исследованы выражения для полей внутри и вне системы. Показано, что в зависимости от материальных и геометрических параметров наноагрегата возможна реализация двух различных состояний системы, отличающихся наличием или отсутствием в видимом диапазоне запрещенной зоны (интерференционного пика отражения) для фотонов с определенной энергией. Показано, что при определенных параметрах наноструктуры рассеяние и поглощение света наночастицами ослабевает, и исследуемый ансамбль становится прозрачным. При этом положение спектральных областей прозрачности металлических композитов по шкале длин волн определяется частотой поляритонного резонанса, присущего составляющим композит нанокластерам. Предложен гетерогенный материал, обладающий на некоторых длинах волн 100%-ным пропусканием, образованный плотноупакованными диэлектрическими наносферами.

ВЛИЯНИЕ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ ЗЕРНИСТОГО ПЕРЛИТА В УГЛЕРОДНЫХ СТАЛЯХ

ЯКОВЛЕВА И.Л., КАРЬКИНА Л.Е., ЗУБКОВА Т.А., ТАБАТЧИКОВА Т.И.

Методом электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии исследована углеродистая сталь со структурой зернистого перлита в зависимости от степени холодной деформации. Показано, что с увеличением степени деформации происходит закономерное изменение микроструктуры ферритной составляющей от дислокационной к ячеистой и микрополосовой. Установлено, что при деформации до 50% структурное состояние зернистого перлита является устойчивым. Происходит увеличение концентрации углерода в феррите. Показано, что при деформации больше 50% наблюдается разбиение карбидных частиц на блоки и последующее их растворение. В ферритной матрице образуются мелкодисперсные глобулярные карбиды.

МАРТЕНСИТНЫЕ И МАГНИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ NI–MN–IN

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., КАЛЕТИНА Ю.В., ФОКИНА Е.А., КАЗАНЦЕВ В.А.

Исследованы структурные и магнитные превращения в сплавах системы Ni–Mn–In разного состава с использованием методов дилатометрии, магнитометрии и оптической металлографии. Определены температуры структурных и магнитных превращений в сплавах Ni47 - хMn42 + хIn11 (где х от 0 до 2). Показано, что с уменьшением электронной концентрации снижается температура мартенситного превращения. В некоторых сплавах системы Ni–Mn–In возможно ферромагнитное превращение как в исходной аустенитной фазе, так и в образующейся мартенситной фазе.

ОПТИЧЕСКИ ИНДУЦИРОВАННЫЕ СИЛЫ В СИСТЕМЕ “НАНОЧАСТИЦА НА ПОДЛОЖКЕ”

ШАЛИН А.С.

Исследованы оптические силы, действующие на наночастицу в электромагнитном поле вблизи границы раздела двух сред. Определены условия, при которых градиентная оптическая сила возрастает, примерно, на порядок без увеличения интенсивности внешнего поля. Показано, что в зависимости от материала частицы и длины волны, собственное поле нанокластера может как усиливать, так и ослаблять полную воздействующую на него силу. Предложена возможность использования оптически индуцированных сил для конструирования нанодвигателя.

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