Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРНОГО ЭФФЕКТА НА СТРУКТУРУ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И КЛАСТЕРНЫХ ПЛЕНОК ДИБОРИДА ГАФНИЯ

ГОНЧАРОВ А.А., КОНОВАЛОВ В.А., ВОЛКОВА Г.К., СТУПАК В.А.

Методом нереактивного ВЧ-магнетронного распыления в среде аргона получены пленки диборида гафния. Показано, что роль размерного эффекта является определяющей в процессах формирования их структуры. Покрытия с высокой степенью текстурированности характеризовались явно выраженной анизотропией размеров областей когерентного рассеяния (отношение параметров кристаллической решетки с/а 1.1, что близко к табличному значению) и высокими остаточными сжимающими макронапряжениями 8 ГПа. При снижении степени текстурированности происходило образование структур с отношением параметров решетки с/а 1.05–1.07 и одновременным уменьшением размеров ОКР и снижением величины остаточных макронапряжений. При формировании аморфно-кластерных пленок с размером зерна 5 нм происходило образование плотноупакованных структур близких к кубическим.

ДИНАМИКА МАГНИТНОГО КИНКА В ОБМЕННО-СВЯЗАННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЛОЯХ

ШАМСУТДИНОВ М.А., ХАБИБУЛЛИН И.Т., ХАРИСОВ А.Т., ТАНКЕЕВ А.П.

Развита динамическая теория магнитных кинков в двухслойном ферромагнетике, распространяющихся в направлении нормали к межслойной границе (плоскому “дефекту”). Определены условия прохождения кинков через границу и найдена критическая скорость их поглощения. Показано, что при скорости движения, выше критической, граница, поглощая кинк, испускает антикинк. Установлена зависимость времени задержки кинка на дефекте от его скорости.

ДИНАМИЧЕСКАЯ СДВИГОВАЯ И ОТКОЛЬНАЯ ПРОЧНОСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО КВАЗИСТАТИЧЕСКИ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО УРАНА И СПЛАВА U–0.3% MO

КОЗЛОВ Е.А., ПАНКРАТОВ Д.Г., ТАРЖАНОВ В.И., ТЕЛИЧКО И.В.

Показано, что существенные изменения среднего размера зерна (на 2 порядка) и увеличение в два раза квазистатических пределов текучести и прочности для урана и в 1.3 раза для сплава U–0.3% Mo не привели к изменению их сдвиговой прочности при ударно-волновом нагружении. Отсутствует корреляция в изменении сдвиговой и откольной прочности при уменьшении среднего размера зерна. Отмечена тенденция к закономерному повышению при прочих равных условиях (амплитудах и длительностях импульса нагрузки) откольной прочности материалов в ряду: экструдированные U, U–0.3% Mo, литой сплав U–1.5% Mo. Увеличение откольной прочности связано не столько с экструдированием, сколько с легированием и фактическим содержанием в сплаве молибдена.

ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ЗЕРЕН В ПРОЦЕССЕ ПРЕРЫВИСТОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ФАЗ

АФАНАСЬЕВ Н.И.

Исследован механизм уменьшения размера зерен в процессе зарождения и роста ячеек прерывистого распада в сплаве Pb–5% мас. Sn. При зарождении ячеек по “S”-образному механизму происходит “расщепление” исходной границы зерна на три границы двух смежных ячеек. Граница между ячейками неподвижна, границы растущих ячеек движутся в пересыщенный твердый раствор до столкновения с другими ячейками. Показана возможность перевода интеркристаллитных микротрещин в тело зерен в процессе прерывистого выделения фаз.

ИЗМЕНЕНИЕ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

БЕЛЯКОВ А.Н.

Приведен обзор экспериментальных данных по исследованию структурных изменений в процессе пластической деформации поликристаллической меди и нержавеющей стали. Показано, что механизмы формирования новой зеренной структуры, т.е. динамической рекристаллизации, зависят от условий обработки или напряжений течения на установившейся стадии, которые однозначно определяются температурой и скоростью деформации. Локальная миграция (выпучивание) границ зерен и последующий рост образовавшихся выпуклостей представляется основным механизмом формирования новых зерен при горячей деформации (низкие напряжения течения). Поскольку зарождение новых зерен в этом случае носит гетерогенный характер, эволюцию микроструктуры можно определить как прерывистую динамическую рекристаллизацию. При теплой или холодной деформации (высокие напряжения течения) говорить о динамически рекристаллизованной структуре можно только после очень больших степеней деформации. Новая зеренная структура формируется в результате увеличения угловой разориентировки между субзернами при увеличении общей степени деформации, что можно рассматривать как непрерывную динамическую рекристаллизацию. Изменение механизмов динамической рекристаллизации при изменении условий обработки приводит к бимодальной зависимости размера динамически рекристаллизованных зерен от напряжений течения.

МИКРОСТРУКТУРА УПОРЯДОЧЕННОГО СПЛАВА СU–40 АТ. % PD

АНТОНОВА О.В., ВОЛКОВ А.Ю.

Проведено электронно-микроскопическое исследование микроструктуры упорядоченного по типу B2 сплава Cu–40 ат. %Pd. Показана зависимость наблюдаемых структурных состояний от исходного состояния сплава и условий его упорядочения. Выявлены неизвестные ранее особенности тонкой структуры упорядоченной фазы, сделаны предположения о природе наблюдаемых явлений.

ОБРАЗОВАНИЕ ВИХРЕЙ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ (ТИТАН – ОРТОРОМБИЧЕСКИЙ АЛЮМИНИД ТИТАНА)

РЫБИН В.В., ГРИНБЕРГ Б.А., АНТОНОВА О.В., EЛКИНА О.А., ИВАНОВ М.А., ИНОЗЕМЦЕВ А.В., ПАЦЕЛОВ А.М., И СИДОРОВ И.

Исследована возможность плакирования технически чистого титана пластиной орторомбического алюминида титана. Биметаллические соединения орторомбического алюминида титана (Ti–30Al–16Nb–lZr–lMo) с технически чистым титаном получены сваркой взрывом. Обнаружено, что исследуемое сварное соединение имеет многослойную структуру, в состав которой входят: зона сплошного деформирования, наблюдаемая в обоих материалах; рекристаллизационная зона титана и переходная зона вблизи границы раздела. Наблюдается волнообразование и возникновение изолированных вихревых зон. Обнаружено, что при сварке взрывом сцепление поверхностей осуществляется посредством: расплавления и последующего перемешивания (в зоне вихрей); переноса частиц одного металла в другой с образованием треков частиц (вне зоны вихрей). Предлагается возможный сценарий формирования вихревой зоны из расплава с последующим эвтектическим распадом. Выяснена структура вихревых зон: ультрамелкодисперсная смесь -, и ?-зерен (обе фазы разупорядочены); размеры зерен меняются в пределах 50–300 нм. Исследованы переходы от вихревой зоны к области сплошного деформирования алюминида и к рекристаллизованной зоне титана.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 6061, ПОДВЕРГНУТОГО ОБРАБОТКЕ РАВНОКАНАЛЬНЫМ УГЛОВЫМ ПРЕССОВАНИЕМ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ

МУРАШКИН М.Ю., БОБРУК Е.В., КИЛЬМАМЕТОВ А.Р., ВАЛИЕВ Р.З.

Показано, что однородная ультрамелкозернистая структура в сплаве 6061 формируется после 4 циклов обработки равноканальным угловым прессованием в параллельных каналах (РКУП–ПК). Наряду с измельчением зерен, в процессе обработки РКУП–ПК, в сплаве проходит динамическое деформационное старение, в результате которого в структуре формируются наноразмерные частицы упрочняющей фазы Mg2Si. Установлено, что сплав в УМЗ-состоянии демонстрирует значительно более высокий уровень прочности и хорошую пластичность в сравнении с материалом после стандартной упрочняющей обработки.

ПОЗДРАВЛЯЕМ АВТОРОВ

ПРОГРАММНОЕ УПРОЧНЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ МЕДИ И АЛЮМИНИЯ

НЕКЛЮДОВ И.М., КАМЫШАНЧЕНКО Н.В., КУЗЬМЕНКО И.Н.

Описаны основные положения известного способа программного упрочнения кристаллических тел. Показано, что при сочетании механического (деформация) и термического (отпуск, отжиг и старение) воздействий скорость нагружения определяется по скорости протекания диффузионных и микросдвиговых процессов релаксации внутренних напряжений в области скопления дефектов и образования устойчивых комплексов в результате направленной диффузии точечных дефектов.

РЕЗОНАНСНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТО-АНИЗОТРОПНЫХ ДИСПЕРСНЫХ ПЛЕНОК

ВАСИЛЕВСКАЯ Т.М., СЕМЕНЦОВ Д.И.

На основе статистической модели невзаимодействующих блоков проведен анализ особенностей спектра ферромагнитного резонанса в поликристаллических металлических магнитных пленках, связанных с наличием кубической кристаллографической и наведенной одноосной магнитной анизотропии, а также с наличием угловой дисперсии кристаллографической анизотропии. Показано, что учет угловой дисперсии магнитной анизотропии приводит к асимметрии и уширению интегральной резонансной кривой, а также к характерным угловым зависимостям резонансного поля и ширины резонансной линии.

СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗОМ СПЛАВОВ SM–FE–(V,W)–GA

ИВАНОВА Г.В., МАКАРОВА Г.М., ПОПОВ А.Г., БЕЛОЗЕРОВ Е.В.

В богатых железом сплавах Sm–Fe–(V,W)–Ga, отожженных при 1000° и/или 800°С, изучен фазовый состав и влияние галлия на магнитные свойства обнаруженных фаз. Определена растворимость W и V в тройной фазе Sm2{Fe1 - y(V,W)y}17 (y 0.05). Оба элемента повышают температуру Кюри соединения, но не меняют тип его анизотропии. Установлено, что галлий является элементом, стабилизирующим соединение Sm2{Fe,(V,W),Ga}17 типа Th2Zn17; он повышает температуру Кюри фазы и переориентирует ось легкого намагничивания из плоскости сначала в конус, а затем к направлению [0001] гексагональной решетки. Рост содержания галлия сопровождается расширением области гомогенности этой фазы при 1000°С. Обнаружено соединение Sm3(Fe,W)29 с моноклинной ячейкой с параметрами a = 10.59 A, b = 8.56 A, c = 9.66 A, ? = 97°. Величина его ТС = 185°С, направление ОЛН| |[20 ]. Установлено, что галлий лишь в очень малых количествах растворяется в соединениях Sm3(Fe,W,Ga)29 и Sm(Fe,W,Ga)12, повышая их температуры Кюри.

СТРУКТУРА ТИТАНА ПОСЛЕ ДИНАМИЧЕСКОГО КАНАЛЬНО-УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

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

Выполнено динамическое канально-угловое прессование титана при температуре 500°С. Повышение температуры предотвратило образование трещин и полос адиабатического сдвига, которые имели место при прессовании при комнатной температуре. В результате динамического прессования титана при 500°С получена структура, представляющая собой дисперсную смесь мелких рекристаллизованных зерен и нерекристаллизованных участков (дуплексная структура). Образование рекристаллизованных зерен обусловлено локальным повышением температуры в местах локализации деформации и является механизмом релаксации накапливающихся напряжений. Рекристаллизованные зерна группируются в наклонные протяженные полосы сдвига (крупномасштабная релаксация) и в короткие изогнутые цепочки-кластеры, располагающиеся между наклонными полосами (мелкомасштабная релаксация напряжений). Нерекристаллизованные участки состоят преимущественно из удлиненных субзерен, образовавшихся в результате деформации и динамической полигонизации. Микротвердость титана в рекристаллизованных участках равна 1980 МПа, в нерекристаллизованных – 2150 МПа.