Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА ПЛАСТИЧНОСТЬ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ СU-АL

БУБЛЕЙ И.Р., КОВАЛЬ Ю.Н.

Проведено изучение структурных особенностей и характеристик мартенситного превращения сплавов Cu-Al, легированных Мn, Со и Ni и содержащих (14-15) вес. % А1 и (4-10) вес. % (Мn + Со + Ni). Проведенные исследования показали, что введение легирующих элементов может изменить величину пластической деформации при мартенситном превращении. В закаленных и затем состаренных сплавах Cu-Al-Co-Mn мартенситная деформация вдвое больше, чем в сплавах систем Сu-А1-Со, Cu-Al-Co-Ni и Cu-Al-Mn. Такой эффект может быть связан с изменением типа кристаллической структуры мартенсита.

ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАРЕЮЩЕГО ИНВАРА НЗОК10ТЗ

УВАРОВ А.И., САНДОВСКИЙ В.А., КАЗАНЦЕВ В.А., АНУФРИЕВА Е.И., ВИЛЬДАНОВА Н.Ф., ФИЛИППОВ Ю.И.

Инвар НЗОКЮТЗ после закалки в воду от 1150°С (аустенит, у-фаза) имеет мартенситную точку Мн = -80°С и точку Кюри ТС ≈ 200°С. Проведено исследование влияния распада при старении деформированного пересыщенного твердого раствора на твердость НV, электропроводность о, магнитную проницаемость μ и коэффициент линейного расширения β. Показано, что холодная (при 20°С) пластическая деформация на 30-50% сплава повышает твердость, практически не влияет на электропроводность, и снижает магнитную проницаемость материала. Старение деформированного инвара приводит к увеличению HV и σ, но снижению μ. Деформированный инвар при комнатной температуре имеет низкое значение коэффициента линейного расширения, величина которого повышается тем сильнее, чем выше температура старения Тст. В результате пластической деформации в зернах аустенита повышается плотность дислокаций, которые образуют полосовую субструктуру. Кроме того, в структуре сплава обнаружена метастабильная мартенситная фаза, которая при нагреве в интервале температур от 550 до 650°С испытывает обратное превращение в аустенит. Этим переходом обусловлено снижение коэффициента линейного расширения β(T) деформированного материала. В состаренных (после деформации) при Тст = 700°С образцах после охлаждения их до 20°С появляется атермический мартенсит старения (αс-фаза). Появление αс-фазы обусловлено повышением мартенситной точки выше комнатной температуры в результате старения. В образцах, содержащих ас-фазу, наблюдается уменьшение β в температурном интервале от 350 до 670°С, что обусловлено обратным превращением мартенсита старения в аустенит (αс - - γ).

ВЛИЯНИЕ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННОЙ АНИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

ДРАГОШАНСКИЙ Ю.Н., КОРЗУНИН Г.С., МЕЛЬНИКОВ М.Б., ПЯТЫГИН А.И., ЧИСТЯКОВ В.К.

Приводятся результаты измерений и анализ особенностей влияния растягивающих напряжений на магнитные характеристики F1.7/50 и В100 современной анизотропной электротехнической стали в процессе ее производства в условиях цеха холодной прокатки (ЦХП) Верх-Исетского металлургического завода (ООО "ВИЗ-СТАЛЬ").

ДИНАМИКА ЗАРОДЫША ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ В ФЕРРОМАГНЕТИКЕ

ШАМСУТДИНОВ М.А., НАЗАРОВ В.Н., ЛОМАКИНА И.Ю.

Теоретически исследовано влияние внешнего магнитного поля и затухания на динамику зародыша перемагничивания в виде взаимодействующих доменных стенок (ДС) с противоположными топологическими зарядами. Показано, что при начальных амплитудах, меньших амплитуды критического зародыша перемагничивания, имеют место нелинейные колебания сильно взаимодействующих ДС. При наличии диссипации нелинейные колебания являются затухающими с изменяющейся со временем частотой. Установлено, что при начальных амплитудах, больших амплитуды критического зародыша, имеет место распад зародыша перемагничивания и образование уединенного домена. Движение двух взаимодействующих 180-градусных ДС относительно их общего неподвижного центра в полях, меньших полей Уокера, является поступательным, а в больших полях - осциллирующим. Показано, что колебание стенок сопровождается периодическим превращением их структуры из блоховской в неелевскую и обратно с частотой, сильно зависящей от поля, затухания, фактора качества и начальной амплитуды зародыша перемагничивания.

О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ ЭВОЛЮЦИИ НАНОСТРУКТУР ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

ВАСИЛЬЕВ Л.С., ЛОМАЕВ И.Л.

Обсуждаются недислокационные механизмы деформационного фрагментирования наноструктур металлов при пластическом деформировании. Рассмотрены условия, при которых измельчение на-нозерен может эффективно осуществляться способами деформационного двойникования и/или деформационно индуцируемыми фазовыми превращениями мартенситного типа. Показано, что у каждой металлической системы и для каждого способа деформирования существует предельная наноструктура, обладающая минимально возможным средним размером нанокристаллитов.

ОСОБЕННОСТИ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО АУСТЕНИТА В СПЛАВЕ 50Н26 ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ И МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКЕ

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

Исследовано влияние импульсного магнитного поля на мартенситное превращение аустенита, стабилизированного пластической деформацией, в сплаве 50Н26, в котором под влиянием магнитного поля происходит изменение морфологии мартенсита. Установлено, что возникающая в результате пластической деформации стабилизация аустенита может быть полностью снята обработкой магнитным полем.

ПОЗДРАВЛЯЕМ ЮБИЛЯРА

ПРОЧНОСТЬ И ПОЛЗУЧЕСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NIAL

БЕЛОМЫТЦЕВ М.Ю., ЛАПТЕВ А.И., ЕЖОВ И.П., ЧЕРТОВ С.С.

Исследовали влияние тонких слоев вольфрама и молибдена, наносимых на порошинки интерметал-лида NiAl либо его сплавов с Hf и Nb до их прессования, на горячую прочность и сопротивление кратковременной ползучести компактных образцов, полученных из подобных гранул. Предложено называть подобные материалы композиционными материалами (КМ) с сотовой структурой. Микрообразцы в виде цилиндриков диаметром ~5 мм и высотой 5-8 мм подвергали испытанию на сжатие при 1000 1300°С на воздухе и испытывали на ползучесть при сжатии при 1050, 1 ПО и 1210°С в вакууме. Легирование NiAl гафнием либо ниобием повышает горячую прочность сплавов в 1.4-3.7, а создание сотовой структуры - в 1.6-3.6 раза при 1000°С, но с ростом температуры испытаний до 1300°С эффективность твердорастворного упрочнения снижается до значений, характерных для чистого NiAl (σт = 7-12 МПа), а эффективность сотовых структур возрастает до = 6-7 при = 50-80 МПа). Условные пределы ползучести KM и при всех температурах испытания в 1.5-2.4 раза выше, чем у NiAl и его сплава с Hf и составляют = 40.4 МПа и = = 61.3 МПа для KM NiAl + W(l мкм) и = 17.7 МПа и =26.3 МПа для NiAl. Достигаемый вследствие этого выигрыш по температуре эксплуатации для композиционного материала с сотовой структурой перед неупрочненным NiAl составляет ~160 С.

РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В МАЛЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦАХ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ

КАРПЕНКО С.В., САВИНЦЕВ А.П., ТЕМРОКОВ А.И.

В квазихимическом приближении проведено рассмотрение ряда размерных эффектов в малых частицах щелочных металлов. Показано, что при высоких давлениях при переходе от массивного образца к наночастице происходит увеличение концентрации вакансий.

РАСЩЕПЛЕНИЕ МОД СПИН-ВОЛНОВОГО РЕЗОНАНСА В ДВУХСЛОЙНЫХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ

ЗЮЗИН А.М., САБАЕВ С.Н., РАДАЙКИН В.В., БАКУЛИН М.А.

Обнаружен эффект расщепления мод спин-волнового резонанса (СВР) в двухслойных магнитных пленках с диссипативным механизмом закрепления спинов. Установлено, что расщепление происходит в случае, когда слой закрепления находится в состоянии дисперсивной среды и наблюдается во всем спектре за исключением нулевой моды.

РОЛЬ СТЕХИОМЕТРИИ ПО ОТНОШЕНИЮ К ZRC В ФОРМИРОВАНИИ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК FE87-XZR13CX

ШЕФТЕЛЬ Е.Н., ШАЛИМОВА А.В., УСМАНОВА Г.Ш., БАННЫХ О.А.

Методом рентгеновской дифракции исследована структура исходных (полученных методом реактивного магнетронного напыления) и отожженных тонких пленок состава Fe-13 ат. % Zr-C со сте-хиометрическим и нестехиометрическим по отношению к ZrC соотношением ат. % С/ат. % Zr. С применением пакета компьютерных программ выполнено расщепление широких линий спектра на рентгенограммах. Пленки всех составов в исходном состоянии являются рентгеноаморфными. Термическая стабильность аморфной фазы повышается с отклонением состава от стехиометриче-ского по отношению к ZrC. Отжиг приводит к формированию смешанной (рентгеноаморфная + на-нокристаллическая) структуры. При этом фазовый состав пленки представлен различным, в зависимости от содержания углерода и температуры отжига, сочетанием фаз следующего ряда: ОЦК а-Fe (основная), ГЦК Zr2C, Fe2.5C монокл., Fe3C монокл.. Fe3C орторомбич., Fe23Zr6. Наилучшие магнитные свойства показывают после отжига при 550°С пленки состава, характеризующегося стехи-ометрическим по отношению к ZrC соотношением ат. % С/ат. % Zr ~ 1.

СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ОТОЖЖЕННОГО АМОРФНОГО СПЛАВА FECUNISIB

КАТАЕВ B.А., СТАРОДУБЦЕВ Ю.Н.

Исследовали влияние отжига на магнитные свойства и структурное состояние лент аморфного сплава FeNiSiB и лент этого сплава, модифицированного медью. Показано, что добавка меди приводит к расширению диапазона температур отжига для получения наилучших магнитных свойств. При этом присутствие атомов меди изменяет характер начала процесса кристаллизации: превышение диапазона оптимальных температур отжига сразу вызывает объемную кристаллизацию сплава, а не поверхностную, как это наблюдается на образцах сплава без меди.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТЕРМИЧЕСКИ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ TI-NI-NB С ШИРОКИМ МАРТЕНСИТНЫМ ГИСТЕРЕЗИСОМ. I. ТРОЙНЫЕ СПЛАВЫ TI-NI-NB

АБРАМОВ B.Я., АЛЕКСАНДРОВА Н.М., БОРОВКОВ Д.В., МАКУШЕВ С.Ю., ПОЛЯКОВА Н.А., ПОПОВ Н.Н., ПРОКОШКИН С.Д., ХМЕЛЕВСКАЯ И.Ю.

Исследовано влияние термических и термомеханических обработок на структуру, характеристики мартенситного превращения и функциональные свойства тройных сплавов системы Ti-Ni-Nb. Определены параметры мартенситных превращений, реализация которых позволяет рекомендовать сплавы в качестве перспективного материала для высокотехнологичных термомеханических соединений. Выявлены температурно-деформационные условия формирования в сплавах оптимальных характеристик формовосстановления, а также силовых характеристик.

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ И РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В NI-CR СПЛАВАХ

ДРУЖКОВ A.П., КОЛОТУШКИН В.П., АРБУЗОВ В.Л., ДАНИЛОВ С.Е., ПЕРМИНОВ Д.А.

Методами измерения остаточного электросопротивления и аннигиляции позитронов исследованы структурно-фазовые состояния в сплавах системы Ni-Cr-Mo, индуцированные как термическим старением, так и электронным облучением при повышенных температурах. Показано, что миграция радиационных точечных дефектов в процессе облучения при 300°С инициирует процессы упорядочения или расслоения в соответствии с исходной микроструктурой сплавов и содержанием хрома. Установлено, что в сплаве с 32 маc. % Сr в состоянии ближнего упорядочения концентрация накопленных вакансионных дефектов после облучения 5 МэВ электронами дозой ~1.5 х 10-4 сна при 200°С в два раза меньше по сравнению с состоянием дальнего упорядочения с гомогенным распределением в матрице доменов упорядоченной фазы Ni2Cr размерами до 10 нм.

УГЛОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ШИРИНЫ ЛИНИИ МОД СПИН-ВОЛНОВОГО РЕЗОНАНСА В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ С ДИССИПАТИВНЫМ И СМЕШАННЫМ МЕХАНИЗМАМИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ СПИНОВ

БАЖАНОВ А.Г.

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование зависимости ширины линии мод спин-волнового резонанса 2 от угла между внешним магнитным полем и нормалью к плоскости пленки ӨH в двухслойных магнитных пленках с диссипативным и смешанным механизмами закрепления спинов. Установлено, что для пленок с диссипативным механизмом закрепления спинов возрастание ширины линии 2 при ӨH = 35° связано с увеличением угла разориентации между внешним магнитным полем и направлением равновесной намагниченности образца ӨH - ӨM. Примерно равные значения 2 для перпендикулярной и параллельной ориентации связаны с одинаковыми значениями глубины проникновения спиновой волны в слои закрепления для той и другой ориентации. Установлено, что для пленок со смешанным механизмом закрепления спинов возрастание ширины линии 2 с увеличением угла ӨH связано с увеличением глубины проникновения спиновой волны в слой закрепления.

ЭНЕРГИЯ СМЕШЕНИЯ И МАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ СПЛАВОВ FE-MN ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПЕРВОПРИНЦИПНЫХ РАСЧЕТОВ В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ

МИРЗОЕВ A.А., ЯЛАЛОВ М.М., МИРЗАЕВ Д.А.

Методами первопринципного компьютерного моделирования рассчитаны зависимости магнитных моментов на атомах компонентов и энергии смешения ГЦК- и ОЦК-твердых растворов замещения марганца в железе. Установлено, что энергии смешения в а- и у растворах имеют не только разную величину, но и знак. Показано, что для а-твердых растворов вблизи 1.5 ат. % Мп имеется термодинамическая аномалия - изменение концентрационной зависимости энергии смешения, обусловленная переориентацией магнитных моментов атомов марганца. При увеличении содержания Мп в слабоконцентрированных растворах происходит непрерывное изменение ориентации магнитных моментов атомов марганца от строго антипараллельной относительно ферромагнитной матрицы железа, до преимущественно параллельной.