Физика металлов и металловедение

ГИГАНТСКОЕ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ СВЕРХРЕШЕТОК COFE/CU С БУФЕРНЫМ СЛОЕМ (NI80FE20)60CR40

БАННИКОВА Н.С., МИЛЯЕВ М.А., НАУМОВА Л.И., ПРОГЛЯДО В.В., КРИНИЦИНА Т.П., КАМЕНСКИЙ И.Ю., УСТИНОВ В.В.

Методом магнетронного напыления приготовлены сверхрешетки – подложка//(Ni80Fe20)60Cr40 [Co90Fe10/Cu]n/Cr, содержащие немагнитный буферный слой пермаллой-хром различной толщины. Проведена оптимизация толщин слоев сверхрешетки для получения максимального магнитосопротивления. Установлено, что использование буферного слоя (Ni80Fe20)60Cr40 приводит к формированию в последующих слоях сверхрешеток более совершенной кристаллической структуры по сравнению со сверхрешетками с буферными слоями Cr или Co90Fe10. В сверхрешетке с оптимальной толщиной буферного слоя (Ni80Fe20)60Cr40 и с тонкими слоями меди tCu = 9.5 A получено значение гигантского магниторезистивного эффекта 54% при комнатной температуре.

СТРУКТУРА МАГНИЕВОГО СПЛАВА МА14 ПОСЛЕ ВСЕСТОРОННЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОКАТКИ

НУГМАНОВ Д.Р., СИТДИКОВ О.Ш., МАРКУШЕВ М.В.

Методами оптической металлографии и электронной микроскопии анализировали изменения структуры магниевого сплава МА14, подвергнутого обработке, сочетавшей всестороннюю изотермическую ковку и изотермическую прокатку. Установлено, что ковка массивной заготовки приводит к формированию структуры, на 85–90% состоящей из рекристаллизованных зерен со средним размером менее 5 мкм, а последующая прокатка - к полностью рекристаллизованной структуре с размером зерна 1–2 мкм. Показано, что для полученных структурных состояний характерна разнозернистость, наследуемая от исходного горячепрессованного полуфабриката. Обсуждены природа и особенности рекристаллизационных процессов, протекавших в сплаве в процессе обработки.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ КРИСТАЛЛОВ - И -ФАЗ, ВКЛЮЧАЯ ОРИЕНТАЦИОННЫЕ СООТНОШЕНИЯ ХЭДЛИ–БРУКСА, ПРИ И -МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ

КАЩЕНКО М.П., ЧАЩИНА В.Г.

В рамках динамической теории мартенситных превращений рассмотрены варианты формирования мартенситных кристаллов при – -превращении, обусловленном деформацией растяжения-сжатия плоскостей {110} . В отличие от предшествующих работ учитывается угловое отклонение главных направлений деформации от осей симметрии  1 0  и 001 . Показано, что с требованием симметрии расположения атомов в базисной плоскости {0001} совместим диапазон отклонений – arctg arctg . Алгоритм расчета морфологических признаков иллюстрируется на примере упруго изотропной среды, не требующей конкретизации упругих модулей. Выполненные оценки позволяют, в частности, объяснить физическую природу ориентационных соотношений Хэдли–Брукса, как результата наследования в ходе -превращения одного из вариантов допустимых материальных ориентационных соотношений для -превращения при 35°. Проводится обсуждение изменений и других морфологических признаков.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРНЫХ ПЛЕНОК NBN И NB–SI–N В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ: ЭКСПЕРИМЕНТ И ТЕОРИЯ

ABADIAS G.

Приводятся первые результаты изучения фазово-структурного состояния, свойств, размеров нанозерен, твердости и микронапряжений в нанокомпозитных NbN и Nb–Si–N пленках. Исследуемые пленки были получены методом магнетронного распыления мишеней Nb и Si на кремниевые подложки при изменении отрицательного потенциала на подложке (от 0 до –70 В), давления PN (азота), мощности разряда на мишени. Для определения термической стабильности пленки отжигали при 600, 800 и 1000°C в вакууме. Впервые обнаружено, что пленки NbN имеют двухфазную структуру нанокомпозита, состоящего из -NbN (структурный тип NaCl) и -NbN. В случае пленок Nb–Si–N, в них также образуется фаза -NbN, которая обволакивается аморфной фазой Si3N4. Твердость пленок Nb–Si–N доходит до 46 ГПа (что соответствует сверхтвердости), а твердость нанокомпозитов NbN немного ниже и соответствует значению 34 ГПа, что также говорит о высокой твердости этих покрытий. Объяснение экспериментальных результатов для осажденных пленок Nb–Si–N проводили на основе данных, полученных из первопринципных расчетов NbN/SixNy гетероструктур методом молекулярной динамики.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИОННЫХ ТРИПОЛЕЙ СО СТОЯЧЕЙ ЗВУКОВОЙ ВОЛНОЙ

МУРЗАЕВ Р.Т., БАЧУРИН Д.В., НАЗАРОВ А.А.

С помощью численного моделирования исследована динамика движения различных дислокационных триполей под воздействием монохроматической стоячей звуковой волны. Обнаружены стабильные конфигурации триполей, совершающих дрейфовое движение, исследованы взаимные переходы между ними. Получена зависимость скорости дрейфа от частоты и амплитуды внешнего воздействия.

МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СТАЛИ 10Х9В2МФБР ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ В ТЕЧЕНИЕ 40000 ЧАСОВ ПРИ 600°C

ФЕДОСЕЕВА А.Э., КОЗЛОВ П.А., ДУДКО В.А., СКОРОБОГАТЫХ В.Н., ЩЕНКОВА И.А., КАЙБЫШЕВ Р.О.

В работе исследованы микроструктурные изменения в стали 10Х9В2МФБР (аналог стали Р92) после испытаний на длительную прочность при температуре 600°C при начальном напряжении 137МПа. Время до разрушения составило более 40000 ч. Установлено, что в зоне захвата и в шейке образца происходит рост карбидов Ме23C6 с 85 нм до 152 нм и 182 нм соответственно. Кроме того, выделяются крупные частицы фазы Лавеса со средним размером 295 нм. Частицы этих фаз располагаются по большеугловым границам. При длительном отжиге и ползучести происходит трансформация обогащенных V частиц Ме(C,N) в Z-фазу. Средний размер частиц Z-фазы после длительного отжига составил 48 нм, а после ползучести 97 нм. Размер обогащенных Nb частиц Ме(C,N) увеличивается с 26 нм после отпуска до 55 нм после длительного старения и ползучести. Установлено, что несмотря на рост поперечного размера реек троостита отпуска с 0.4 мкм до 0.9 мкм в шейке образца, разориентировка границ реек не увеличивается. Рекристаллизационные процессы при ползучести в стали не развиваются.

EFFECT OF FRICTION STIR PROCESSING ON THE MICROSTRUCTURE AND HARDNESS OF AN ALUMINUM–ZINC–MAGNESIUM–COPPER ALLOY WITH NICKEL ADDITIVES

NAEEM HAIDER T., MOHAMMED KAHTAN S., AHMAD KHAIREL R.

The main object of this study is to investigate the effect of friction stir processing (FSP) on the microstructure and hardness of Al–Zn–Mg–Cu alloys that were produced via casting with the addition of 5 wt % nickel. Furthermore, a single-pass FSP with a rotational speed of 1500 rpm and a traveling speed of 40 mm/min was performed on the alloys. The FSP-treated cast alloys were homogenized, aged at 120°C for 24 h, retrogressed at 180°C for 30 min, and then re-aged at 120°C for 24 h. Microstructural evaluations via optical microscopy and scanning electron microscopy, as well as with energy dispersive X-ray spectroscopy were conducted. In addition, X-ray diffraction was performed to detect the intermetallic and phases of the Al–Zn–Mg–Cu–Ni alloys. Before FSP, the microstructural observations indicated the presence of coarse Ni dispersed particles with a precipitate phase within the matrix. After FSP treatment, the grain distribution refinement homogenized the Ni dispersed particles in the stir zone. The Vickers hardness values for the Al–Zn–Mg–Cu–Ni alloy increased after age tempering at T6 and retrogression and re-aging (RRA) treatment because of the increased precipitation and dispersion. The hardness of the Al–Zn–Mg–Cu–Ni alloy was enhanced after FSP and a series of heat treatment, especially the RRA process, because of the stirring action of the FSP tool, grain refinement, additional precipitates, and dispersed Ni particles.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕНТ АМОРФНЫХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВОВ С ПАРОМ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СКУЛКИНА Н.А., ИВАНОВ О.А., ПАВЛОВА И.О., МИНИНА О.А.

На примере быстрозакаленного аморфного магнитомягкого сплава Fe77Ni1Si9B13 с положительной магнитострикцией насыщения исследовано влияние термической обработки на воздухе совместно с водяным паром на распределение намагниченности и магнитные свойства. Взаимодействие поверхности ленты с паром осуществляли на разных стадиях: нагрева, охлаждения и изотермической выдержки. Проведенное исследование подтвердило важность вклада напряжений, индуцированных внедренными в поверхность ленты атомами водорода и кислорода, в формирование уровня магнитных свойств. Обработка поверхности ленты паром на разных стадиях термообработки совместно с вариацией скорости охлаждения позволяет существенно повысить максимальную магнитную проницаемость при оптимальной длительности изотермической выдержки. В основном это происходит за счет уменьшения относительного объема доменов с ортогональной намагниченностью из-за дополнительного увеличения уровня преимущественно плоских растягивающих напряжений, индуцируемых внедренными в поверхность ленты атомами водорода и кислорода.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРИЕНТАЦИОННЫХ СООТНОШЕНИЙ ПРИ -МАРТЕНСИТНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ ПУТЕМ ТРАНСФОРМАЦИИ ПЛОСКОСТЕЙ {112}

КАЩЕНКО М.П., ЧАЩИНА В.Г.

В рамках динамической теории мартенситных превращений рассмотрены варианты формирования мартенситных кристаллов при -превращении, обусловленном деформацией плоскостей {112} , приводящей к симметрии атомов, типичной для базисных плоскостей {0001} -фазы. Показано, что имеются дислокационные центры зарождения, способствующие старту волнового процесса для инициации подобной деформации. Относительно редко наблюдаемая параллельность трех плоскостей разных фаз {112} | | {0001} | | {112} интепретируется как следствие быстро возникающего неустойчивого промежуточного состояния, приводящего к формированию сопряженных кристаллов - и -фаз. Отмечается возможность существования параметра решетки a 2, превышающего параметр решетки -фазы.

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ДЕФОРМАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ РАСТВОРЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

САГАРАДЗЕ В.В., ШАБАШОВ В.А., КОЗЛОВ К.А., КАТАЕВА Н.В., ЗАВАЛИШИН В.А., АФАНАСЬЕВ С.В., ЗАМАТОВСКИЙ А.Е., ЛИТВИНОВ А.В., ЛЯШКОВ К.А.

При снижении температуры деформации от 573 до 203-77 K в стареющем аустенитном сплаве на основе железа (Fe-35.8Ni-2.6Ti) обнаружена резкая интенсификация аномальных процессов растворения наночастиц когерентной -фазы Ni3Ti при взаимодействия с дислокациями. Это связано с подавлением (при криогенных температурах) альтернативных диффузионных процессов выделения частиц, инициируемых точечными дефектами.

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ СВЕРХПЛАСТИЧНОГО ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СПЛАВА SN–38 ВЕС. % PB В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КОРШАК В.Ф., ПОСТАВНИЧИЙ И.В., ТКАЧЕНКО Н.В.

Изучено влияние внешнего сжимающего напряжения, которое прикладывается в процессе нагрева от комнатной до предэвтектической температуры, на удельную теплоту плавления сплава Sn-38 вес. % Pb. Выбранный интервал напряжений от 0 до 5.7 МПа включает в себя напряжения, при которых сплав проявляет сверхпластические свойства. Эксперименты проведены с использованием метода дифференциального термического анализа. Впервые обнаружена немонотонная зависимость удельной теплоты плавления сверхпластичных эвтектических сплавов от величины приложенного напряжения. Полученные результаты объясняются метастабильностью исходного фазового состояния сплава и стимулирующим влиянием пластической деформации, зависящей от уровня внешних напряжений, на процессы, обеспечивающие переход сплава к состоянию равновесия.