Физика металлов и металловедение

ВЗАИМОСВЯЗЬ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В МАГНИТОМЯГКОМ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ СПЛАВЕ

СТАРОДУБЦЕВ Ю.Н., КАТАЕВ В.А., БЕССОНОВА К.О., ЦЕПЕЛЕВ В.С.

Получены соотношения, связывающие между собой параметры статических петель магнитного гистерезиса, а именно: гистерезисные потери, коэрцитивную силу и остаточную магнитную индукцию. Эти соотношения следуют из подобия безразмерных гистерезисных величин в области магнитного поля, в которой наблюдается рост магнитной проницаемости. Экспериментальную проверку проводили на магнитомягком нанокристаллическом сплаве Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9. Показано, что при заданных значениях магнитной индукции Bmax и напряженности магнитного поля Hmax требуемую гистерезисную величину можно вычислить из экспериментальных значений других гистерезисных величин.

ВЛИЯНИЕ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ GDBA2CU3O7 –X ВТСП-2 ЛЕНТ НА КРИТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВЕРХПРОВОДНИКА

ТРОИЦКИЙ А.В., ДЕМИХОВ Т.Е., АНТОНОВА Л.Х., КУЗЬМИЧЕВ С.А., СКУРАТОВ В.А., СЕМИНА В.К., МИХАЙЛОВА Г.Н.

Исследовано влияние радиационных дефектов, индуцированных ионами 132Xe27+ (167 МэВ), 86Kr17+(107 МэВ) и 40Ar8+(48 МэВ), на критические свойства сверхпроводниковых лент 2 поколения на основе соединения GdBa2Cu3O7 –x (без медной оболочки) отечественной компании SuperOx. Получены зависимости критического тока при Т = 77 К в собственном магнитном поле, критической температуры и ширины сверхпроводящего перехода от флюенсов ионного облучения. Определена радиационная стойкость сверхпроводника к ионному излучению. Из величины критического флюенса ионов, при котором критическая температура обращается в ноль, оценены радиусы треков в сверхпроводнике.

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ЖАРОПРОЧНОЙ CR–MO-СТАЛИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОСЛЕ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ

НАЙЗАБЕКОВ А.Б., ВОЛОКИТИНА И.Е.

Показаны закономерности формирования ультрамелкозернистой структуры термически обработанной релаксационностойкой жаропрочной хромомолибденовой стали в процессе равноканального углового прессования (РКУП). Актуальность данной работы связана с более глубоким пониманием теоретических представлений и практических аспектов структурообразования при РКУП и с возможностью значительного расширения области применения данной стали за счет создания передовых технологических процессов получения ультрамелкозернистых полуфабрикатов и изделий с качественно новым уровнем физико-механических свойств. Впервые показана возможность формирования ультрамелкозернистой структуры при комбинировании метода РКУП и термической обработки исследованной стали. Установлено, что образующиеся в материалах субмикрокристаллические структуры обеспечивают значительное улучшение комплекса механических свойств, приближая материал к классу высокопрочных. Предложенные технологии позволяют получать бездефектные объемные заготовки с однородной ультрамелкозернистой структурой и различным сочетанием прочности и пластичности.

ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАРЕЮЩЕГО СПЛАВА AL–LI–CU–MG–ZR–SC–ZN, ПОДВЕРГНУТОГО МЕГАПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КАЙГОРОДОВА Л.И., РАСПОСИЕНКО Д.Ю., ПУШИН В.Г., ПИЛЮГИН В.П., СМИРНОВ С.В.

Методами электронной микроскопии изучены структурные и фазовые превращения в процессе низкотемпературного отжига при 150°С в сплаве Al–Li–Cu–Mg–Zr–Sc–Zn, подвергнутом мегапластической деформации кручением под высоким давлением. Показано, что характер формирующейся в течение отжига нанокристаллической структуры определяется особенностями существовавшей ранее деформационной структуры и демонстрирует структурную наследственность. Обсуждается влияние структурного состояния отожженного сплава на уровень механических свойств (твердость, пластичность, модуль упругости, жесткость).

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО СОУДАРЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА

КУЗЬМИН Е.В., ЛЫСАК В.И., КУЗЬМИН С.В., КОРОЛЕВ М.П.

Представлены сравнительные результаты исследования влияния параметров высокоскоростного соударения металлов при сварке взрывом с воздействием ультразвуковых колебаний на структуру и свойства полученных соединений. Показано влияние скорости соударения на прочность, микротвердость и формирование структуры свариваемых взрывом соединений меди, алюминия и стали под воздействием ультразвука.

ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ФЕРРОМАГНЕТИКА

КИСЕЛЕВ В.В., РАСКОВАЛОВ А.А., БАТАЛОВ С.В.

В данной работе на примере ферромагнетика с анизотропией типа “легкая ось” исследованы особенности солитонов, неотделимых от доменной структуры. Показано, что такие солитоны являются переносчиками макроскопических сдвигов структуры. При определенных условиях они служат зародышами перемагничивания материала. Вблизи границ области своего существования они вызывают перемагничивание доменной структуры, а также смещение ее отдельных доменных стенок и вращение намагниченности в доменах.

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛОВ YBA2CU3OY ПОСЛЕ ГИДРИРОВАНИЯ

КУЗНЕЦОВА Е.И., БОБЫЛЕВ И.Б., НАУМОВ С.В., ЗЮЗЕВА Н.А., НИКОЛАЕВА Н.В.

Методами поляризационной оптической микроскопии и растровой электронной микроскопии с использованием текстурно-ориентационного EBSD-анализа исследовано влияние гидрирования при t = 150°С на структуру монокристаллов YBa2Cu3Oy с различным содержанием кислорода. Обнаружено, что в процессе гидрирования происходит частичное восстановление меди с образованием на поверхности монокристаллов YBa2Cu3Oy наноразмерных кристаллов металлической меди, покрытых слоем Cu2O.

ОСОБЕННОСТИ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ СПЛАВА TI50NI25CU25, АМОРФИЗИРОВАННОГО ПРИ БЫСТРОЙ ЗАКАЛКЕ РАСПЛАВА

ПУШИН В.Г., ПУШИН А.В., КУРАНОВА Н.Н.

Представлены результаты изучения структуры сплава Ti50Ni25Cu25, полученного методом быстрой закалки из расплава. Исследования выполняли методами нейтронной и рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Обнаружено, что сплав имеет аморфно-нанокристаллическую структуру, в которой наряду с микросферолитами, испытавшими термоупругое мартенситное превращение В2 ↔ В19, присутствуют ансамбли В2, L21, L12 нанокристаллов с размерами до нескольких нанометров, локализованные в аморфной матрице. Впервые также показано, что в аморфной матрице сплава Ti50N25Cu25 формируется топологический и композиционный ближний атомный порядок в виде локализованных нанодоменов по трем типам тех же сверхструктур (В2, L21, L12).

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ТРИБОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ХРОМУГЛЕРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ

ХРУЩОВ М.М., МАРЧЕНКО Е.А., ЛЕВИН И.С., АВДЮХИНА В.М., РЭЙЛЯНУ М.Д., ОБРАЗЦОВА Е.А., АТАМАНОВ М.В.

Проведены комплексное исследование и сравнительный анализ структурно-фазового состояния, тонкой атомной структуры, механических и трибологических характеристик вакуумных ионно-плазменных хромуглеродных покрытий двух различных типов: легированных хромом алмазоподобных покрытий, полученных реактивным магнетронным распылением хрома в аргоне и смесях ацетилена с азотом, и покрытий, полученных распылением в аргоне мишени, изготовленной спеканием смеси хромового порошка и наноалмазов детонационного синтеза. Показано, что особенности трибологического поведения исследованных покрытий при трении в условиях высоких контактных нагрузок могут быть объяснены характером распределения углерода и отличиями в его структурном состоянии.

О ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ ПИКОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ В ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРОВАННЫХ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ

КУЛЕЕВ В.Г., ДЕГТЯРЕВ М.В., СТАШКОВ А.Н., НИЧИПУРУК А.П.

Теоретически исследуются физические причины появления пиков дифференциальной магнитной проницаемости, обусловленных необратимыми смещениями 90° доменных границ в малоуглеродистых сталях после их пластического растяжения, в зависимости от напряженности магнитного поля. Найдена разность углов между осями типа [100] в паре соседних зерен с большеугловыми границами, соответствующая пикам дифференциальной проницаемости. Она определяет также величину соответствующего остаточного сжимающего напряжения. Полученные результаты полностью совпадают с соответствующими экспериментальными данными.

СВЯЗЬ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ В ЗАКАЛЕННЫХ СПЛАВАХ СИСТЕМЫ TI–NB

ИЛЛАРИОНОВ А.Г., ГРИБ С.В., ИЛЛАРИОНОВА С.М., ПОПОВ А.А.

Методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа, микроиндентирования изучено изменение структуры, фазового состава, модуля упругости и твердости в сплавах системы Ti–(9.6–34) ат. % Nb после закалки в воду от температур нагрева, соответствующих β-области. Показана взаимосвязь между уровнем физико-механических свойств (модуль упругости, микротвердость) и объемной долей фиксируемых метастабильных фаз в закаленных из β-области сплавах системы Ti–Nb. Отмечено, что образование при закалке сплава Ti–13.3 ат. % Nb ω-фазы аномальной морфологии в виде массивных пластин приводит к получению максимальных значений модуля упругости и микродюрометрических характеристик. Обоснован рост модуля упругости метастабильного β-твердого раствора при повышении содержания ниобия в сплавах за счет уменьшения среднего расстояния между атомами типа ниобий-ниобий в ОЦК-решетке. Рассмотрена принципиальная возможность расчета модуля упругости закаленных сплавов системы Ti–Nb, исходя из аддитивного вклада модулей упругости, фиксируемых при закалке фаз, пропорционально их объемной доле.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВА NI47MN42IN11 ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КАЛЕТИНА Ю.В., ГРЕШНОВА Е.Д., КАЛЕТИН А.Ю., ФРОЛОВА Н.Ю., ПИЛЮГИН В.П.

Исследовано влияние интенсивной пластической деформации кручением под высоким давлением 8 ГПа при комнатной температуре на кристаллографическую структуру, микротвердость и магнитную восприимчивость ферромагнитного сплава Ni47Mn42In11. Показано, что с увеличением истинной деформации наблюдается измельчение структуры, увеличивается доля вязкой составляющей в изломе и возрастает микротвердость. При интенсивной пластической деформации кручением под высоким давлением происходит фазовое превращение. После деформации модулированный мартенсит в структуре не наблюдается.

СТРУКТУРА И УПРОЧНЕНИЕ СЛОИСТОГО МАТЕРИАЛА СТАЛЬ/МЕДЬ/СТАЛЬ ПОСЛЕ СОВМЕСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

РОГАЧЕВ С.О., СУНДЕЕВ Р.В., КОЗЛОВ Д.А., ХАЛИДОВА Д.В.

Изучено влияние деформации методом кручения под высоким давлением (КВД) на структуру и упрочнение трехслойного гибридного материала сталь/медь/сталь и его компонентов. В результате КВД трехслойной заготовки сталь/медь/сталь формируется прочная преимущественно гладкая граница раздела между слоями и повышается их прочность, однако не достигаются предельно возможные значения микротвердости в наружных стальных слоях гибрида как результат отсутствия в них развитой ультрамелкозернистой структуры.

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТОДОМ РАДИАЛЬНОЙ КОВКИ

ПАНОВ Д.О., СМИРНОВ А.И., ПЕРЦЕВ А.С.

Работа посвящена исследованию структурообразования промышленной метастабильной аустенитной стали 08Х18Н10Т-Ш в процессе холодной пластической деформации методом радиальной ковки. По результатам выполненных исследований установлено, что формирование структуры при деформации состоит из трех стадий. На первой стадии наблюдается увеличение плотности двойников деформации и дислокаций, возникают полосы локализации деформации. На двойниках деформации появляются зародыши α-мартенсита. На второй стадии происходит образование пакетов α-мартенсита, при этом снижается плотность двойников деформации, а плотность дислокаций продолжает непрерывно возрастать. На третьей стадии образуется преимущественно глобулярная субзеренная структура в поперечном сечении прутка, а в продольном сечении наблюдается двухфазная аустенитно-мартенситная полосовая (ламельная) структура.

ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА НА СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ ПРИ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННОМ ОТЖИГЕ

ГУБЕРНАТОРОВ В.В., СЫЧЕВА Т.С., ПИЛЮГИН В.П.

Предложен механизм формирования сложного рельефа, впервые обнаруженного на поверхности рекристаллизованного вольфрама в работах Беляевой А.И. с соавторами. Его суть состоит в деформации границ и приграничных объемов кристаллитов (зерен) в приповерхностном слое поликристаллического металла при охлаждении после выдержки при высокой температуре, которая обусловлена разницей пределов прочности и коэффициентов теплового расширения границ и тела зерен. При охлаждении металла из-за разницы в сокращении размеров границ и тела зерен в приповерхностном слое возникают трещины (канавки) на границах, по берегам которых образуются одинаковые гребни. Изгиб границы делает профиль канавок асимметричным и создает перед гребнями неглубокие складки. Поверхностный рельеф ухудшает эксплуатационные свойства металлов, но его образование можно предотвратить, если в результате рекристаллизации изделие становится монокристаллическим.