Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ИТТРИЕМ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ И МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ LA0.80SR0.20MNO3

БЕБЕНИН Н.Г., ЗАЙНУЛЛИНА Р.И., МАЙКОВ С.В., УСТИНОВ В.В., МУКОВСКИЙ Я.М.

Изучена зависимость сопротивления кристаллов с номинальным составом La0.75Y0.05Sr0.20MnO3, выращенных с разной скоростью методом плавающей зоны, от температуры и магнитного поля. Установлено, что введение иттрия в La0.80Sr0.20MnO3 приводит к понижению температуры Кюри, подавлению структурного Pnma-R c-перехода, повышению удельного сопротивления и магнитосопротивления. Показано, что физические свойства исследованных манганитов определяются не только номинальным составом, но и скоростью роста кристаллов.

ВЛИЯНИЕ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СТРУКТУРУ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

МАКАРОВ А.В., КОРШУНОВ Л.Г., ВЫХОДЕЦ В.Б., КУРЕННЫХ Т.Е., САВРАЙ Р.А.

Методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновского структурного анализа, ядерных реакций, резерфордовского обратного рассеяния, волнового и энергодисперсионного микроанализа исследованы структура и химический состав нанокристаллических слоев, сформированных на поверхности закаленной, а также закаленной и отпущенной при 200°С стали У8 (0.83 мас. % С) в условиях фрикционного нагружения твердосплавным индентором в различных средах (газообразный и жидкий азот, воздух). Максимальные уровни дефектности (большая плотность дислокаций и точечных дефектов) и микротвердости нанокристаллической структуры достигаются при проведении фрикционной обработки низкоотпущенной стали в среде жидкого азота вследствие локализации деформации в тонком поверхностном слое и интенсификации деформационного растворения -карбидной фазы, а также насыщения слоя атомами азота и растворенного в жидком азоте примесного кислорода. Проведен сравнительный анализ распределения микротвердости по глубине упрочненных фрикционной обработкой поверхностных слоев стали с исходной структурой тетрагонального (неотпущенного) и низкоотпущенного (при 200°C) мартенсита. Значительно большая глубина деформационного упрочнения достигается при фрикционной обработке закаленной неотпущенной стали вследствие эффективного развития деформационного динамического старения высокоуглеродистого мартенсита даже при малых деформациях. Установлено положительное влияние упрочнения при деформировании поверхности скользящим индентором на трибологические свойства (интенсивность изнашивания и коэффициент трения) стали в условиях фрикционного нагрева различной интенсивности.

ДЕФОРМАЦИОННО-ПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ВЫСОКООБЛУЧЕННЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ 12Х18Н10Т И 08Х16Н11М3 В ОБЛАСТИ КРИОГЕННЫХ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

МАКСИМКИН О.П., ГУСЕВ М.Н.

В интервале температур от –115 до +120°С выполнены механические испытания образцов аустенитных нержавеющих сталей 12Х18Н10Т и 08Х16Н11М3 – материалов чехлов отработанных тепловыделяющих сборок реактора БН-350, облученных нейтронами до повреждающих доз 11–55 сна. В области криогенных температур обнаружено и исследовано новое для указанных высокооблученных сталей явление – “волна пластической деформации”, которое заключается в зарождении, развитии и перемещении по рабочей длине образца деформационной полосы, что приводит к достижению значений общей относительной деформации до 20% и более, вместо обычно наблюдаемых при данных повреждающих дозах 3–5%. Обсуждается роль мартенситного -превращения в формировании “волны” и улучшении механических свойств метастабильной стали, облученной нейтронами.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ И ЭФФЕКТА КИРКЕНДАЛЛА В СИСТЕМЕ CO–NI–FE. III. ЗАВИСИМОСТЬ ДИФФУЗИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ОТ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

УГАСТЕ Ю.Э., ПРИЙМЕТС Я.

Изучены зависимости параметров взаимной диффузии (эффективных коэффициентов, диффузионных путей, сдвига Киркендалла) от вариации начальных составов диффузионной пары на конкретном примере системы Co–Fe–Ni. Полученные экспериментальные результаты показывают, что диффузионные пути в трехкомпонентной системе существенно зависят от выбора начальных условий даже в том случае, когда исходные сплавы более “узкой” диффузионной пары лежат на диффузионном пути более “широкой” пары. В то же время диффузионные пути всех этих диффузионных пар, представленные в приведенных концентрациях, практически совпадают. Последнее обстоятельство позволяет предсказывать вид диффузионных путей для любой диффузионной пары, исходные состава которых лежат в той же концентрационной области. В одной из диффузионных пар обнаружена нестабильность плоскости Киркендалла, которая до этого наблюдалась только в бинарных системах.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОСИНТЕЗИРОВАННОГО КАРБИДА “FE7C3”

БАРИНОВ В.А., ЦУРИН В.А., СУРИКОВ В.Т.

Исследуются магнитные свойства и сверхтонкие взаимодействия в карбиде Fe7C3, полученном путем механосинтеза (МС) -Fe в толуоле. Установлено, что граница температурной устойчивости МС-карбида не превышает 775 К. Температура Кюри синтезированной фазы изменяется от 509 до 525 К. Данные мессбауэровских экспериментов (57Fe) показывают, что элементарная ячейка Fe7C3 содержит 32 атома Fe, локализованные по пяти кристаллографическим позициям с мультиплетностью: 4 : 8 : 8 : 8 : 4. Для каждого неэквивалентного положения рассчитаны параметры сверхтонкого взаимодействия. Особенности распада при T 775 К позволяют предполжить, что наиболее вероятной последовательностью фазовых переходов в МС-карбидах Fe–C является последовательность: ? , где ? – модифицированный карбид Экстрёма–Одкокка Fe7C3.

МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ХОЛОДНОГО ОРУЖИЯ 19–НАЧАЛА 20 ВВ., ИЗГОТОВЛЕННОГО ЗЛАТОУСТОВСКОЙ ОРУЖЕЙНОЙ ФАБРИКОЙ

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., РОДИОНОВ Д.П., ГЕРАСИМОВ В.Ю., ХЛЕБНИКОВА Ю.В.

Приведены данные по структуре и химическому составу углеродистой стали для холодного оружия, произведенного Златоустовской оружейной фабрикой в 19 и начале 20 в. Анализ структуры металла демонстрирует общую тенденцию развития металлургии, как на Уральских заводах, так и в мире: от создания тигельных способов производства литой стали, а далее к способам массового производства литой стали – бессемеровскому и мартеновскому.

НАНОСТРУКТУРНЫЕ СОСТОЯНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

ПАНИН В.Е., ЕГОРУШКИН В.Е.

На основе совместных подходов неравновесной термодинамики и физической мезомеханики предложен термодинамический критерий существования особого класса предпереходных двухфазных наноструктурных состояний в твердых телах вблизи нуля их термодинамического потенциала Гиббса. Такие состояния определяют высокую структурную неустойчивость наноструктур в полях внешних воздействий и лежат в основе различных нанотехнологий по схеме “сборка снизу”. Материалы, характеризуемые наноструктурными состояниями, предлагается именовать наноструктурными. Сдвигоустойчивые материалы с размером зерен d < 100 нм, но далекие от нуля их термодинамического потенциала Гиббса, целесообразно классифицировать как наноразмерные.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ДВУХМЕРНЫХ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ В ДВУХСЛОЙНЫХ ПЛЕНКАХ ПЕРМАЛЛОЯ С НЕМАГНИТНОЙ ПРОСЛОЙКОЙ

ДУБОВИК М.Н., КОРЗУНИН Л.Г., ФИЛИППОВ Б.Н.

На основе точного учета основных взаимодействий, включая обменное, магнито-анизотропное и диполь-дипольное, путем численной минимизации функционала полной энергии доменной границы в рамках двухмерной модели распределения намагниченности исследованы структуры доменных стенок в двухслойных пленках пермаллоя, разделенных немагнитной прослойкой. Исследованы различия в строении стенок от случая одиночных пленок аналогичных толщин. Построены зависимости полной энергии (а также ее обменной и диполь-дипольной составляющих) в расчете на единицу площади поверхности доменных границ в двухслойных пленках от толщин пермаллоевых слоев и прослойки. Также построена зависимость толщины магнитных слоев, при которой происходит переход от стенок того же типа, что и в одиночных пленках соответствующей толщины, к стенкам иного типа, от толщины прослойки. Проведено сопоставление кривой указанной зависимости с экспериментальными данными.

СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ

ИВАНОВ М.А., ГЛУЩЕНКО В.И.

Исследована скорость уменьшения свободной энергии при движении плоской границы раздела между двумя фазами бинарных твердых растворов. Получено общее выражение для указанной скорости в такой системе и показано, что его можно разделить на две части, одна из которых определяется процессами на границе раздела фаз, а другая – диффузионными процессами, происходящим внутри объема фаз. Для случая слабых растворов получены аналитические выражения для каждого из слагаемых с использованием характерных времен, которые описывают процессы перехода атомов через границу раздела фаз. Проведены численные расчеты зависимости от времени обоих слагаемых, а в предельных случаях больших и малых времен соответствующие выражения найдены в явном виде.

УПРАВЛЕНИЕ КВАЗИРЕЛЯТИВИСТСКОЙ ДИНАМИКОЙ ДОМЕННОЙ СТЕНКИ В РЕЖИМЕ АВТОФАЗИРОВКИ

ШАМСУТДИНОВ М.А., КАЛЯКИН Л.А., СУХОНОСОВ А.Л., ХАРИСОВ А.Т.

Исследована квазирелятивистская нелинейная динамика доменных стенок в пластине ромбического магнетика с плоскопараллельной периодической доменной структурой во внешнем поле с медленно меняющейся частотой. Установлено, что в режиме автофазировки возможна генерация большеамплитудных колебаний доменной границы с квазирелятивистской эффективной массой. Показано, что модуляцией частоты поля можно перевести систему доменных стенок из состояния равновесия (или близкого к равновесному) в стационарный нелинейный режим колебаний и управлять квазирелятивистской нелинейной динамикой стенок в условиях автофазировки.

ФЕРРОУПРУГИЕ ДОМЕНЫ И ФАЗЫ В ФЕРРОМАГНИТНОМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОМ СПЛАВЕ FEPD

ВЛАСОВА Н.И., ЩЕГОЛЕВА Н.Н., ПОПОВ А.Г., КАНДАУРОВА Г.С.

Проведены поляризационно-оптические, электронно-микроскопические, термомагнитные исследования монокристаллов FePd, претерпевших фазовое превращение А1 L10. Полученные результаты анализируются, исходя из представлений о ферроупругости и экспериментальных критериев ее существования. Сравниваются особенности фазового превращения в эквиатомных сплавах FePt и FePd. Делается вывод, что упорядочению атомов в сплаве FePd предшествует образование ферроупругой низкосимметричной неупорядоченной (ОЦТ) фазы, а фазовое превращение А1 L10 является комбинацией различных типов фазовых переходов: кооперативного смещения и упорядочения атомов.