Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ОТЖИГА ПРИ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКЕ НА СТРУКТУРУ И УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ СТАЛИ 40ХГМ

МИРЗАЕВ Д.А., ТОКОВОЙ О.К., ВОРОБЬЕВ Н.И., ЯКОВЛЕВА И.Л., САМОЙЛОВА О.В., ШАБУРОВ Д.В., ФОМИНЫХ Е.А.

Длительный отжиг поковок, используемый для удаления водорода, оказывает влияние на структуру стали, ударную вязкость и характер излома. Он стимулирует дробление цементитных пластин, их сфероидизацию, а также полигонизацию феррита. Ударная вязкость возрастает от двух до десяти раз в зависимости от содержания серы. Делается вывод о том, что структурные изменения при отжиге усиливают сопротивление металла росту флокенов.

ДИСТОРСИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВОЙНИКОВАНИЯ В2-ФАЗЫ НИКЕЛИДА ТИТАНА МЕХАНИЗМОМ ЛОКАЛЬНЫХ ОБРАТИМЫХ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

СУРИКОВА Н.С., ТЮМЕНЦЕВ А.Н., ЛЫСЕНКО О.В., ЛИТОВЧЕНКО И.Ю.

В приближении малых деформаций с использованием модели мартенситных превращений, основанной на концепции "замерзания" кооперативных тепловых колебаний атомов плотноупакован-ных плоскостей в металлах, проведен теоретический анализ тензора дисторсии при образовании {113} двойника деформации механизмом прямого плюс обратного (по альтернативной системе) мартенситного превращения в В2-фазе никелида титана. Показано, что в рамках этого механизма хорошо описывается не только угол переориентации, но и плоскость габитуса двойника.

ДИСТОРСИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПОЛОС ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ МЕХАНИЗМАМИ ПРЯМЫХ ПЛЮС ОБРАТНЫХ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

ТЮМЕНЦЕВ А.Н., ЛИТОВЧЕНКО И.Ю., ШЕВЧЕНКО Н.В., ГИРСОВА C.Л., КОРОТАЕВ А.Д.

В модели пластического течения как прямого плюс обратного (по альтернативной системе) мартен-ситного ГЦК → ОЦК → ГЦК-превращения на примере полос локализации деформации с 60°<110) переориентацией кристаллической решетки, формирующихся в результате такого превращения при прокатке аустенитных сталей, в приближении малых деформаций проведено теоретическое исследование дисторсии указанного превращения. Проведен анализ относительного вклада различных мод деформации и переориентации кристалла в общую дисторсию превращения.

ИЗОТРОПНОЕ МАГНИТОУПРУГОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ ФЕРРОМАГНЕТИКАХ Y2FE17, Y2FE15.3А1.7 И Y2FE15.3SI1.7

ВАЛИЕВ Э.З., ВОРОНИН В.И.

На основе феноменологической теории проведен анализ эффектов изотропного магнитоупругого взаимодействия (МУВ) в гексагональных кристаллах Y2Fe17, Y2Fe15.3Si1.7 и Y2Fe15.3Si1.7. Для соединения Y2Fe17 установлено, что обменное взаимодействие имеет анизотропную зависимость от межатомного расстояния. Определены величины двух констант изотропного МУВ и в приближении теории молекулярного поля вычислены производная дТс/дР и скачки в точке Кюри для линейной и объемной сжимаемостей. Обсуждается влияние изменения объема на температуру Кюри исследованных соединений.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАРЯДОВОГО УПОРЯДОЧЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В NAХCOO2

АНИСИМОВ В.И., ШОРИКОВ А.О., ЛУКОЯНОВ А.В., ВАНГ ДЖ.-Л., ЗЕНГ Ж.

Представлены результаты первопринципных расчетов зонной структуры NaxCoO2 (x = 0.33 и 0.61). В Na0.33СоО2 было получено зарядовое упорядочение ионов Со3+-Со4+. Рассмотрены ферромагнитное и антиферромагнитное упорядочение. В базисе функций Ваннье определены величины триго-нального расщепления -зоны Со и интегралов междоузельного перескока. Рассчитаны величины параметра обменного взаимодействия в модели Гейзенберга.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕРНОГРАНИЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕДИ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТАТИКИ

ЛИПНИЦКИЙ А.Г., ИВАНОВ А.В., КОЛОБОВ Ю.Р.

Методом молекулярной статики с использованием МПА потенциалов межатомного взаимодействия проведены расчеты зернограничных напряжений в меди для 60 симметричных границ зерен наклона с различными ориентациями плоскости границы зерна и оси наклона. Установлено, что зер-нограничные напряжения характеризуются отрицательными величинами для границ зерен с малыми избыточными объемами и примерно линейно возрастают с увеличением избыточного объема. Показано, что возрастание зернограничных напряжений связано с уменьшением среднего координационного числа атомов, тогда как пары близко расположенных атомов в ядре границы зерна обуславливают отрицательный вклад в зернограничные напряжения.

ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВЫХ ПРИМЕСЕЙ И УГЛЕРОДА В ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ МЕТОДОМ ЯДЕРНОГО МИКРОАНАЛИЗА

ВЫХОДЕЦ В.Б., КУРЕННЫХ Т.Е., ТРАХТЕНБЕРГ И.Ш., ТАРЕНКОВА Н.Ю.

Исследован механизм образования и модификации макродефектов, содержащих атомы легких элементов, при выплавке, термической и механической обработке титановых сплавов. Для этой цели использован подход, основанный на исследовании концентрационного распределения атомов кислорода, азота и углерода в зоне макродефекта с помощью методики ядерного микроанализа с локальностью измерений по поверхности образца до 90 мкм. Установлено, что уменьшение концентрации атомов углерода в макродефектах типа карбида вольфрама при выплавке происходит по диффузионному механизму. Он же характерен для процесса растворения дефектов деформационного генезиса типа оксинитрида титана при термообработке в твердом состоянии.

К ВОПРОСУ О ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЧИСЛА ЛОРЕНЦА В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ

ГЛАДКОВ C.О.

Приведены оценочные соотношения коэффициентов теплопроводности и проводимости для металлической пористой структуры. Проанализировано поведение числа Лоренца в широком диапазоне изменения температуры и предсказаны некоторые аномальные особенности закона Видемана- Франца, проявляющиеся в области высоких температур в том случае, когда поры заполнены газом.

ОПИСАНИЕ ПОЛЗУЧЕСТИ С УЧЕТОМ РАЗМНОЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

ИВАНОВ М.А., ГРИНБЕРГ Б.А.

Развитый ранее подход к описанию пластической деформации, в настоящей работе применен для анализа ползучести. Пластическая деформация рассматривается как эволюция дислокационной популяции, включающая дислокационные превращения и процессы рождения и уничтожения дислокаций. В предположении пространственно однородного распределения дислокаций получена система дифференциальных уравнений первого порядка, описывающая зависимость от времени величины пластической деформации, а также плотностей дислокаций разных типов. Показано, что в рамках развиваемого подхода удается описать в целом весь ход временной зависимости деформации, включая разные стадии ползучести и переходы между ними. Проанализировано, как влияет на вид кривых ползучести изменение параметров, характеризующих дислокационные превращения и работу дислокационных источников.

О СТРУКТУРООБРАЗОВАНИИ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ. I. ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЕ

ГУБЕРНАТОРОВ B.В., ВЛАДИМИРОВ Л.Р., СЫЧЕВА Т.С., ПЯТЫГИН А.И.

Обнаружено, что при термоциклировании микроструктура технического сплава Fe - 3 маc. % Si с ОЦК-решеткой существенно изменяется даже при отсутствии градиента температур по сечению образца. Этот факт связывается с различием свойств зерен и межзеренных прослоек. Установлено, что наблюдаемые изменения микроструктуры оказывают влияние на структуре- и текстурообразо-вание при последующем отжиге.

ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ФРАГМЕНТОВ, ЗЕРЕН И ОБРАЗЦА ПРИ БОЛЬШИХ ХОЛОДНЫХ ДЕФОРМАЦИЯХ МЕТАЛЛОВ И ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ НА ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ

УТЯШЕВ Ф.З., РААБ Г.И.

В работе на примере металлов определены зависимости изменения величины и площадей поверхности фрагментов1 и зерен от параметров большой холодной деформации. Показано, что в случае монотонной деформации с истинной степенью ε ~ 3 в металлах формируются преимущественно малоугловые границы, а при немонотонной деформации, выполняемой с ограничением приращения внешней поверхности - большеугловые границы. При этом измельченные субзерна и зерна приобретают примерно равные минимальные размеры, обусловленные дислокационно-дисклинационны-ми закономерностями эволюции структуры. Вместе с тем, показано, что при существенном увеличении отношения поверхности очага деформации к его объему размеры измельченных зерен заметно уменьшаются. Выявлены структурно-механические факторы, демонстрирующие, что развитая по отношению к объему поверхность очага деформации играет активную роль в деформационном процессе, обеспечивая генерацию дефектов кристаллической структуры, необходимых для измельчения зерен.

РАСТВОРИМОСТЬ ПРИМЕСИ ЗАМЕЩЕНИЯ В РАСПАДАЮЩИХСЯ РАСТВОРАХ ВНЕДРЕНИЯ

МАШАРОВ Г.С., МАШАРОВ С.И.

Рассчитана растворимость примеси замещения в распадающихся твердых растворах внедрения с кубической структурой, определена ее зависимость от температуры и параметра распада. Показано, что вблизи купола кривой распада переход системы в двухфазное состояние приводит к увеличению растворимости. При больших значениях параметра распада изменение растворимости при переходе в двухфазное состояние имеет более сложный характер; в зависимости от значений параметров системы может наблюдаться как увеличение, так и уменьшение растворимости при распаде.

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СПЛАВОВ И МОНТЕ-КАРЛО ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТЕРМОДИНАМИКЕ РАСТВОРОВ АЗОТА В ГАММА-ЖЕЛЕЗЕ

БОЛЬШОВ Л.А., СУСЛОВ В.Н.

Термодинамические параметры взаимодействия азот-азот первого, второго и третьего порядков в аустените и активность азота, растворенного в гамма-железе, при температурах 1223 и 1573 К вычислены согласно статистической теории малоконцентрированных сплавов. В расчете использованы два потенциала взаимодействия между атомами азота в аустените, обсуждаемые в литературе в связи с данными мессбауэровской спектроскопии. Значения активности азота для шестнадцати различных концентраций (вплоть до 7.4 ат. % N) сопоставлены со значениями, рассчитанными в литературе методом Монте-Карло. По этим же самым литературным данным оценены значения термодинамических параметров взаимодействия азот-азот в аустените, отвечающие расчетам по методу Монте-Карло. Результаты по параметрам взаимодействия первого и второго порядков, а также по активности азота, полученные обоими методами, практически совпадают. Результаты по параметру взаимодействия третьего порядка отличаются друг от друга, но различие невелико.

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО СЖАТИЯ ЦЕРИЯ В ОБЛАСТИ (γ-α)-ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

ЕЛЬКИН B.М., КОЗЛОВ Е.А., КАКШИНА Е.В., МОРЕВА Ю.С.

В рамках модели псевдобинарных твердых растворов, разработанной Аптекарем и Понятовским, построено термодинамически полное двухфазное (γ, α )-уравнение состояния церия. В данной модели нелегированный церий рассматривается как твердый раствор замещения, компонентами которого являются атомы, имеющие разную электронную конфигурацию. Свободная энергия индивидуальных фаз (компонент раствора) представлена в виде суммы трех слагаемых, описывающих взаимодействие атомов при Т= О К, квазигармонические колебания решетки, а также совместный вклад ангармонизма и термически возбужденных электронов. Показано, что уравнение состояния адекватно описывает необычное поведение церия в условиях статических воздействий. В работе проведены расчеты динамического сжатия церия, показывающие, что вплоть до завершения (γ-α )-пере-хода формирование ударного фронта в церии невозможно - сжатие церия происходит в изэнтропи-ческой волне простого сжатия. При дальнейшем увеличении давления в церии реализуется многоволновая конфигурация с участием изэнтропических и ударной волн. Исходное состояние, по которо'му распространяется ударная волна, меняется в зависимости от ее интенсивности - начальное состояние "скользит" по головной изэнтропической волне. Показано, что ударная адиабата не пересекает чрезвычайно сложную область метастабильного существования α-, α'- и α"-фаз. Это создает предпосылки экспериментального обнаружения возможного в ударной волне (α-ε)-превра-щения, не замаскированного предшествующими (α-α')- и (α'-α")-переходами. В предположении отсутствия (а-е)-превращения расчетные координаты точки начала плавления в ударной волне составляют Tmelt = 11.3 ГПа, Tmelt = 1130 К.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРА ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ FE-SI

КУЗНЕЦОВ И.А., ДОРОГИНА Г.А., ГАРКУНОВ Э.С., АНТЕНОРОВА Н.П., ЗАДВОРКИН С.М., ПАНКРАТОВ А.А.

Комплексные исследования магнитных, электрических, механических свойств и структуры порошковых материалов системы Fe-Si в концентрационной области кремния 0-12 вес. % позволили установить, что зависимость всех изученных физико-механических свойств от содержания кремния связана с последовательностью образования неупорядоченного раствора кремния в железе, упорядоченного раствора кремния и фазы Fe3Si.