Физика металлов и металловедение

БЕЗГИСТЕРЕЗИСНОЕ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ СПИНОВЫХ КЛАПАНОВ С СИЛЬНЫМ И СЛАБЫМ МЕЖСЛОЙНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

НАУМОВА Л.И., МИЛЯЕВ М.А., БЕБЕНИН Н.Г., ЧЕРНЫШОВА Т.А., ПРОГЛЯДО В.В., КРИНИЦИНА Т.П., БАННИКОВА Н.С., УСТИНОВ В.В.

Исследована зависимость гистерезиса магнитосопротивления от угла между приложенным в плоскости слоев магнитным полем и осью легкого намагничивания для спиновых клапанов композиции [Ta, (Ni80Fe20)60Cr40] /Ni80Fe20/Co90Fe10/Cu/Co90Fe10/Mn75Ir25/Ta. В спиновых клапанах с сильным межслойным взаимодействием при малом отклонении магнитного поля от оси легкого намагничивания было обнаружено резкое – до десятых долей эрстеда – сужение петли гистерезиса перемагничивания свободного слоя. На основе анализа угловых зависимостей гистерезиса определены критические углы, при которых происходит смена моды перемагничивания. В рамках модели когерентного вращения намагниченности Стонера–Вольфарта дана теоретическая оценка углов, при которых происходит переход к безгистерезисному перемагничиванию для клапанов с сильным межслойным взаимодействием.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ И ОБЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНАМИ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТНО-МАРТЕНСИТНЫХ 12%-НЫХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ

ЧУКАЛКИН Ю.Г., ГОЩИЦКИЙ Б.Н., ЛЕОНТЬЕВА-СМИРНОВА М.В., ЧЕРНОВ В.М.

Изучены магнитные свойства (намагниченность, коэрцитивная сила) ферритно-мартенситных 12% хромистых сталей ЭК-181 (Fe–12Cr–2W–V–Ta малоактивируемая) и ЧС-139 (Fe–12Cr–2W–V–Ta–Mo–Nb–Ni). Образцы сталей были подвергнуты различным термообработкам и облучены в ядерном реакторе ИВВ-2М при температуре не выше 70°C нейтронными флюенсами до 5 ? 1019 см-2 (Eн 0.1 МэВ). В пределах экспериментальной погрешности ( 1) термообработка и облучение практически не влияют на величину намагниченности сталей. Облучение нейтронами приводит к увеличению коэрцитивной силы сталей до 50 в зависимости от режимов термообработки и флюенса нейтронов.

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ПАКЕТНОЙ ПРОКАТКИ

ТАБАТЧИКОВА Т.И., ЯКОВЛЕВА И.Л., ПЛОХИХ А.И., ДЕЛЬГАДО РЕЙНА С.Ю.

Методами металлографии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследована структура многослойного металлического материала, полученного по технологии горячей пакетной прокатки из композитной заготовки на основе листов сталей 08Х18 и 08Х18Н10. Установлено, что проведение двух технологических циклов завершается формированием ламинарного строения, которое характеризуется структурной и химической неоднородностью, возникающей вследствие диффузионных и релаксационных процессов. Показано, что при пакетной прокатке формируется ультрадисперсная структура, которая представляет собой смесь вытянутых вдоль направления прокатки слоев феррита и слоев пакетного мартенсита или бескарбидного бейнита, имеющего субзеренное строение.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА, ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И СТРУКТУРА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАГНИТОМЯГКОГО СПЛАВА (FE0.7CO0.3)88HF2W2MO2ZR1B4CU1 С НАВЕДЕННОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

ДМИТРИЕВА Н.В., ЛУКШИНА В.А., ВОЛКОВА Е.Г., ПОТАПОВ А.П., ФИЛИППОВ Б.Н., ШИШКИН Д.А.

Исследовано влияние величины растягивающих напряжений ( ), прикладываемых в процессе нанокристаллизации при 620°C в течение 20 мин сплава (Fe0.7Co0.3)88Hf2W2Mo2Zr1B4Cu1 с добавками тугоплавких металлов на его магнитные свойства, структуру и термическую стабильность. Установлено, что при нанокристаллизации сплава в присутствии растягивающих напряжений 6–250 МПа в нем наводится продольная магнитная анизотропия с осью легкого намагничивания, ориентированной вдоль длинной стороны ленты. Показано, что термическая стабильность магнитных свойств исследованного сплава определяется термической стабильностью наведенной магнитной анизотропии и зависит от величины растягивающих напряжений, приложенных в процессе нанокристаллизующего отжига (НО). Наилучшую термическую стабильность магнитных свойств демонстрирует сплав, прошедший НО с = 170 МПа. После отжига при 570°C в течение 25 ч его магнитные свойства не меняются.

МОЛЕКУЛА ГАЙЗЕНБЕРГА

КУЗНЕЦОВ А.В.

Рассмотрен находящийся в термостате магнитный нанокластер, состоящий из двух больших спинов с обменным взаимодействием по Гайзенбергу. Найдены зависимости ряда физических величин, характеризующих кластер, от температуры. Указаны границы применимости полученных результатов.

ОБРАЗОВАНИЕ УПОРЯДОЧЕННОЙ АНТИФЕРРОМАГНИТНОЙ ФАЗЫ NIFEMN В БИСЛОЯХ ПЕРМАЛЛОЙ/МАРГАНЕЦ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ

БЛИНОВ И.В., КРИНИЦИНА Т.П., КОРОЛЕВ А.В., МАТВЕЕВ С.А., АРХИПОВА Н.К., МИЛЯЕВ М.А., ПОПОВ В.В., УСТИНОВ В.В.

Исследовано образование упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn при термомагнитной обработке бислоев марганец-пермаллой. Изучено влияние на магнитные свойства пленок типа подложки, количества слоев и режимов термомагнитной обработки. Показано, что максимальный эффект однонаправленной анизотропии, связанный с наличием упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn в ферромагнитных слоях, достигается при температуре отжига 260°C в течение 4 ч и сдвиг петли магнитного гистерезиса при толщине перемагничиваемого слоя около 40 нм составляет 380 Э, а температура блокировки 270°C.

ОСОБЕННОСТИ МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ИЗОТРОПНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., КОКОРИНА Е.Е., МЕДВЕДЕВ М.В.

В приближении молекулярного поля исследованы зависимости магнитной энтропии от внешнего магнитного поля и магнитокалорический эффект в двухподрешеточном изотропном антиферромагнетике. Показано, что для изотропного антиферромагнетика намагниченность угловой фазы, возникающей после спин-флип-перехода в приложенном магнитном поле, не зависит от температуры. Вследствие этого магнитная энтропия фазы не зависит от напряженности внешнего поля и магнитокалорический эффект отсутствует. Зависимость магнитной энтропии от магнитного поля и нормальный магнитокалорический эффект появляются только после спин-флип-перехода антиферромагнетика в фазу ферромагнетизма, индуцированного магнитным полем. При невысоких магнитных полях это происходит практически только в области температур T TN, где TN – температура Нееля.

ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ YBA2CU3O7 - , ТЕРМООБРАБОТАННЫХ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ

ЗЮЗЕВА Н.А., БОБЫЛЕВ И.Б.

Исследована микроструктура монокристаллических образцов YBa2Cu3O7 - после взаимодействия с парами воды при t = 200–300°C, а также после восстановительных отжигов при t = 400–930°C. Установлено, что поглощение влаги из атмосферы при низкотемпературном отжиге приводит к исчезновению двойниковой структуры и к появлению полей напряжений вокруг выделившихся частиц. В процессе восстановительного отжига при t = 930°C происходит первичная рекристаллизация монокристаллов. В ходе последующего окисления первоначальная двойниковая структура не возникает.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ТРОЙНЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ TINIFE, ПОДВЕРГНУТЫХ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ И ТЕРМООБРАБОТКЕ

ПУШИН В.Г., КОУРОВ Н.И., КУРАНОВА Н.Н., ПУШИН А.В., УКСУСНИКОВ А.Н.

Представлены результаты комплексного изучения тройных метастабильных сплавов TiNiFe с низкотемпературным эффектом памяти формы, подвергнутых мегапластической деформации кручением под высоким давлением, а также последующей термической обработке. Исследования выполнены методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, измерений электрических свойств. Установлено, что пластическая деформация на умеренные степени обжатия в сплаве Ti50Ni49Fe1 индуцирует термоупругое мартенситное превращение В2 В19 и образование развитой полосовой дислокационной и двойниковой субструктуры B19-мартенсита, а в сплаве Ti50Ni47Fe3 формирует во многом аналогичную дислокационную субструктуру, но в B2-аустените. Мегапластическая деформация кручением под высоким давлением при комнатной температуре приводит к аморфизации в сплаве Ti50Ni49Fe1 и большеугловой нанофрагментации в сплаве Ti50Ni47Fe3. Установлены особенности эволюции структуры и мартенситных превращений в тройных сплавах на основе TiNiFe после пластической деформации и термообработок. Обнаружено, что термообработка обоих сплавов после кручения под высоким давлением при температурах (573–773) К обеспечивает образование в них нанокристаллической или смешанной нано-субмикрокристаллической структуры.

ТВЕРДОФАЗНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ FE–NI–CR–N АУСТЕНИТНЫХ СПЛАВОВ

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

Изучена возможность получения высокоазотистых наноструктурированных Fe–Ni–Cr–N аустенитных сплавов с использованием твердофазного механического синтеза в шаровой мельнице. Показано, что в матрицах железа и Fe Niх (x = 6–20) сплавов с нитридами хрома формируются ОЦК- и ГЦК-твердые растворы Fe–Ni–Cr–N. С ростом содержания никеля в исходной матрице увеличивается объем механически синтезированного аустенита. Последующий нагрев механически синтезированных образцов в аустенитную область диаграммы состояния Fe–Ni сплавов приводит к -переходу с сохранением наноструктурированного твердого раствора Fe–Ni–Cr–N и выделившимися стабилизирующими структуру вторичными нитридами CrN.

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИТНЫХ БРОНЗ, АРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫМИ ДЕНДРИТАМИ

ПОТЕХИН Б.А., ИЛЮШИН В.В., ХРИСТОЛЮБОВ А.С., ЖИЛЯКОВ А.Ю.

На основе изучения экспериментальных сплавов типа БрЖНКА 9-4-1-1 показана возможность создания бронз, как антифрикционных сплавов, в которых вместо хрупких интерметаллидов получены стальные дендритоподобные включения, представляющие собой, например, сталь Н12К7Ю. В этих сплавах рассмотрено явление перераспределения легирующих элементов (Ni, Co, Al) между матрицей и дендритами в процессе термических обработок. Установлено явление роста этих дендритов в твердом состоянии вследствие направленной диффузии Fe, Ni, Co из медной матрицы к дендритам, что формирует вокруг них “оболочку”, представляющую собой твердый раствор замещения Cu, Ni, Co в железе состава Fe6Cu3Ni2Co, например. Механические, трибологические и технологические свойства таких бронз, например БрЖНКА 9-4-1-1, в целом выше, чем у известных антифрикционных бронз БрО10 или БрАЖН 10-4-4.

ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОНЫ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЙ–ТАНТАЛ (СВАРКА ВЗРЫВОМ)

ВОЛКОВА А.Ю., ГРИНБЕРГ Б.А., ИВАНОВ М.А., ЕЛКИНА О.А., ИНОЗЕМЦЕВ А.В., ПЛОТНИКОВ А.В., ПАЦЕЛОВ А.М., КОЖЕВНИКОВ В.Е.

В результате исследования структуры соединения алюминий–тантал и сравнения со структурой соединений железо–серебро и медь–тантал обнаружены следующие процессы взаимопроникновения материалов при сварке взрывом: образование выступов, выбрасывание частиц одного материала в другой, формирование зон локального расплавления. Независимо от взаимной растворимости свариваемых металлов существует фрагментация двух типов: фрагментация типа дробления (ФТД), включающая образование, разлет частиц, их частичную консолидацию, и фрагментация, наблюдаемая обычно при интенсивной пластической деформации. Существенно, что при такой фрагментации (традиционной) не наблюдается образования и разлета частиц. Именно по этому признаку два вида фрагментации (традиционная и ФТД) легко различимы.