Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК MN И CR НА КИНЕТИКУ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ПАРАМЕТРЫ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ РЕЛАКСАЦИИ СПЛАВА AL–4.9MG

МИХАЙЛОВСКАЯ А.В., ГОЛОВИН И.С., ЗАЙЦЕВА А.А., ПОРТНОЙ В.К.

Методами микроструктурного анализа, измерения твердости, температурных (ТЗВТ) и временных (ВЗВТ) зависимостей внутреннего трения (ВТ) исследованы процессы рекристаллизации в холоднодеформированных и зернограничной релаксации в отожженных сплавах Al–4.9% Mg, Al–4.9% Mg–0.6% Mn и Al–4.9% Mg–0.6% Mn–0.25% Cr. Проведен комплексный анализ влияния добавок переходных металлов (Mn, Cr) на величину энергии активации фона внутреннего трения в деформированном и отожженном состоянии и активационные параметры зернограничной релаксации. Методами амплитудных зависимостей внутреннего трения (АЗВТ) определена критическая амплитуда, соответствующая началу микропластической деформации в сплавах при различных температурах.

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНОЙ СРЕДЫ НА ЧАСТОТНУЮ ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНЫХ ПОТЕРЬ ЛЕНТ АМОРФНЫХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

СКУЛКИНА Н.А., ИВАНОВ О.А., СТЕПАНОВА Е.А., ПАВЛОВА И.О.

На примере аморфного магнитомягкого сплава Fe81B13Si4C2 с положительной магнитострикцией насыщения проведено исследование влияния электролитического наводороживания и оксидирования, а также взаимодействия поверхности ленты с водой и водяным паром на частотную зависимость магнитных потерь за цикл перемагничивания. Показано, что после электролитического наводороживания и оксидирования лент аморфных магнитомягких сплавов на частотной зависимости магнитных потерь за цикл перемагничивания, приведенных к единице индукции, в области частот (35–55)Гц и (55–80)Гц появляются группы пиков кислородной и водородной групп, которые могут быть интерпретированы образованием пар атомов типа О–А и Н–А, где А – атомы химических элементов, входящих в состав сплава, и их переориентацией в магнитном поле в процессе перемагничивания при определенных частотах. Образование аналогичных групп пиков в образцах лент аморфных железосодержащих магнитомягких сплавов обнаружено после взаимодействия их поверхности с водой и водяным паром, а также после термической обработки на воздухе, что подтверждает возможность их наводороживания и оксидирования во время этих процессов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТИТА ЗЕРНИСТОГО ПЕРЛИТА ПОСЛЕ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

КАРЬКИНА Л.Е., ЗУБКОВА Т.А., ЯКОВЛЕВА И.Л.

Проведено электронно-микроскопическое исследование микроструктуры цементита стали У8 со структурой зернистого перлита. Установлено, что на ранних стадиях деформация карбидных частиц осуществляется движением дефектов упаковки, характеризуемых частичным сдвигом [010] в плоскостях (001) цементита. С использованием gb-анализа определены вектор Бюргерса и плоскость скольжения [010](001) расщепленных дислокаций, образующих скопления и полосы деформации. Оценена энергия дефекта упаковки в плоскости (001) цементита ДУ 12.8 мДж/м2. Показано, что с ростом степени деформации возникает дополнительное скольжение в системе [100](011) цементита.

КИНЕТИКА И КРИСТАЛЛОГЕОМЕТРИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КАРБИДА ВАНАДИЯ НА МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЕ ПРИ ПЕРЛИТНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ СТАЛИ

ИЗОТОВ В, И., КОМКОВ Н.А., ФИЛИППОВ Г.А.

Установлен температурный интервал (от 600°С и выше) и оценено время ( 0.1 с) образования частиц карбида ванадия размером 5–10 нм на межфазной границе при перлитном превращении высокоуглеродистой ванадиевой стали. Проведен кристаллографический анализ их распределения в феррите с привязкой к габитусу цементитных пластин. На основе результатов анализа предложена модель объемного распределения наночастиц карбида ванадия в ферритных промежутках между пластинами цементита перлитной колонии в форме последовательных (периодических) гофрированных сферических поверхностей (период 20 нм). Такое распределение частиц определяется формой движущейся межфазной границы перлита с аустенитом и направлением роста перлитной колонии.

КОНКУРЕНЦИЯ K- И F-СТОКОВ ПРИ ПОРООБРАЗОВАНИИ

ГУСАК А.М., СТОРОЖУК Н.В.

Рассмотрена кинетика эволюции поры в бинарном сплаве с двумя конкурирующими типами стоков. При взаимной диффузии конкуренция F- и K-стоков выражается конкуренцией эффектов френкелевского порообразования и киркендаллового смещения решетки. Получены уравнения роста пор в зависимости от мощности дислокационных стоков. Найдены максимально возможные размеры пор (на стадии независимого роста) для двух случаев – (1) глобально однородный закаленный сплав и (2) диффузионная зона при взаимной диффузии.

МЕХАНИЗМ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА И МАССЫ ФАЗ ПРИ ДВУХФАЗНЫХ РАВНОВЕСИЯХ В ДВОЙНЫХ СИСТЕМАХ

БАЖЕНОВ В.Е., ПИКУНОВ М.В.

Расчетным путем выявлен механизм изменения состава и массы двух равновесных фаз в двойных системах под действием температуры. Рассмотрены 99 сплавов Pb + (1–99)% Sn, состоящих из твердых растворов на основе свинца и на основе олова, в температурном интервале 183–50°С, и 99 сплавов Co + (1–99)% Cu, состоящих из жидкой и твердой фаз в интервале 1495–1112°С. Показано, что механизм изменений состава и массы фаз при понижении температуры может выражаться в зависимости от состава сплава в перемещении обоих компонентов из одной твердой фазы в другую твердую фазу (сплавы Pb–Sn) или из жидкой фазы в твердую (сплавы Co–Cu). При этом содержание одного компонента (условно первого) в переходящем веществе уменьшается до нуля. После этого другой (второй) компонент продолжает перемещаться в прежнем направлении, а первый компонент перемещается в обратном направлении, и на его место в том же количестве приходит второй компонент, т.е. имеет место противонаправленное перемещение компонентов из одной фазы в другую.

О САМОДИФФУЗИИ В ЖЕЛЕЗЕ ПРИ СИЛЬНОМ СЖАТИИ КРИСТАЛЛА

МАГОМЕДОВ М.Н.

Рассчитаны зависимости параметров образования вакансий и самодиффузии от величины сжатия кристалла железа вдоль изотерм 300 и 3000 K. Показано, что в области: 1 > V/V0 > (V/V0)min происходит подавление активационных процессов при изотермическом сжатии, и их усиление при изохорическом нагреве. Здесь V/V0 – отношение молярных объемов кристалла при давлении P и температуре T, и при P = 0 и T = 0 K. Но при V/V0 = (V/V0)min = 0.0548 вероятность образования вакансии и коэффициент самодиффузии достигают минимума, а при дальнейшем изотермическом сжатии происходит усиление активационных процессов, причем здесь активационные параметры не зависят от температуры. Указано, что это обусловлено квантовым подбарьерным туннелированием атомов по объему кристалла. Показано, что при V/V0 < (V/V0)fr поверхностная энергия имеет отрицательное значение, что должно стимулировать процесс фрагментации кристалла, причем: (V/V0)fr > (V/V0)min. Оценена изотермическая зависимость давления в ОЦК-железе при его сжатии до V/V0 = 0.001. На основе полученных изотерм оценены давления в характерных точках барических зависимостей параметров самодиффузии и поверхностной энергии.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОЙ СКОРОСТИ РОСТА ПЛАСТИНЫ БЕЙНИТНОГО ФЕРРИТА В ДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

КАЩЕНКО М.П., ЧАЩИНА В.Г.

Рост бейнитной макропластины рассматривается как процесс эстафетного типа, в котором быстрые (за время g 10-10 с) акты формирования субреек (с шириной 3d 1 мкм, d – толщина субрейки) реализуются в сверхзвуковом режиме, а последовательные акты роста разделены паузами с длительностью p 10-2 с. Значение p соответствует времени диффузии на масштабе d с учетом трубочной диффузии. Эффективная скорость роста пластины бейнитного феррита vef оценивается соотношением 3d/ p.

ПЕРВОПРИНЦИПНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЖАТОМНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В NI3AL, ЛЕГИРОВАННОМ ПРИМЕСЯМИ ВНЕДРЕНИЯ И ЗАМЕЩЕНИЯ

БОГДАНОВ В.И., ПОПОВ В.А., ПОРТНОЙ В.К., РУБАН А.В.

Выполнены первопринципные расчеты полной энергии твердых растворов внедрения и замещения в интерметаллиде Ni3Al на основе методов, реализованных в пакете программ VASP. Результаты расчетов для растворов внедрения углерода в Ni3Al подтвердили превалирующую роль химических взаимодействий над деформационными для ближайших соседей. Предпринята попытка использования первопринципных методов расчета деформационного взаимодействия и континуального приближения в теории растворов для расчета коэффициентов концентрационного изменения периода решетки. Сопоставление результатов расчета с опытными данными для примесей замещения в Ni3Al показало, что предложенный метод может быть весьма полезен для изучения размещения атомов примеси по подрешеткам упорядоченных фаз, интерметаллидов. Предложен метод расчета парциального молярного объема примеси в твердых растворах внедрения.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРА МОРФОЛОГИИ ПЕРВИЧНОЙ ФАЗЫ В ОТЛИВКАХ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА, ПОЛУЧАЕМЫХ В ТОНКОСТЕННОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ КОКИЛЕ

БОРИСОВ А.Г., ТАРАСЕВИЧ Н.И., КОРНИЕЦ И.В., СЕМЕНЧЕНКО А.И.

С использованием прямого термического метода, математического моделирования и вычислительного эксперимента исследована взаимосвязь между начальными условиями заливки алюминиевого сплава и типом его структурной морфологии. Получен “график морфологий”, позволяющий прогнозировать результирующую структуру отливки.

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ С ПАРАМЕТРАМИ СТРУКТУРЫ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AL–MG–SI

ЧУРЮМОВ А.Ю., МИХАЙЛОВСКАЯ А.В., КОТОВ А.Д., БАЗЛОВ А.И., ПОРТНОЙ В.К.

Исследованы показатели сверхпластичности и структурные параметры холоднодеформированных сплавов квазибинарного разреза системы Al–Mg–Si, содержащих объемную долю частиц эвтектического происхождения 0.08–0.18. Для сплавов данной системы получены математические модели зависимости напряжения течения и истинного удлинения от структурных и технологических параметров. Анализ построенных моделей показал, что процесс сверхпластической деформации в интервале температур 520–560°С контролируется скоростью диффузии атомов алюминия по телу зерен.

ФЕРРОПАРАМАГНИТНЫЙ ПЕРЕХОД В СПЛАВЕ FE–NI–SI–B В АМОРФНОМ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ СОСТОЯНИЯХ

КОРНИЕНКОВ Б.А., ЛИБМАН М.А., МОЛОТИЛОВ Б.В., ЭСТРИН Э.И.

Исследовано влияние отжига исходно аморфного сплава Fe–Ni–Si–B (типа 2НСР) на величину точки Кюри в аморфном и кристаллическом состояниях. Установлено, что отжиг в области существования аморфной фазы приводит к росту точки Кюри при увеличении температуры отжига вплоть до температуры начала кристаллизации. Зависимость изменения положения точки Кюри от температуры отжига описывается экспоненциальной функцией, что свидетельствует о развитии термически активируемых процессов непосредственно в аморфной фазе. В случае отжига при температурах выше температуры кристаллизации наблюдается рост точки Кюри кристаллической фазы при повышении температуры отжига.