Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ЧАСТИЧНОЙ ЗАМЕНЫ ИТТРИЯ КАЛЬЦИЕМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СВЕРХПРОВОДНИКА Y0.9CA0.1BA2CU3O6.8

БЛИНОВА Ю.В., ЧЕРЕПАНОВА Л.А., КРИНИЦИНА Т.П., КУЗНЕЦОВА Е.И., СУДАРЕВА С.В., ТИТОВА С.Г., ПРЯНИЧНИКОВ С.В., ДЕГТЯРЕВ М.В., РОМАНОВ Е.П.

Для высокотемпературного сверхпроводника Y1xCaxBa2Cu3O6.8 исследованы кристаллическая структура в области температур 80–300 K с использованием низкотемпературной рентгенографии и микроструктура с помощью сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Проанализировано изменение длин связей в структуре основной фазы, топология выделения примесных фаз, их состав. Показано, что добавка кальция стабилизирует основную фазу Y123 по отношению к окружающей среде, повышает микротвердость, обеспечивает низкий постоянный коэффициент теплового расширения. Все это делает материал с добавкой кальция перспективным для использования при изготовлении сверхпроводящих композитных изделий.

ГРАДИЕНТНЫЕ НАНОСТРУКТУРНЫЕ ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ МНОГОФАЗНОЙ МИШЕНИ ALN TIB2 TISI2

ПОГРЕБНЯК А.Д., ПШИК А.В., ДЕМЬЯНЕНКО А.А., КУПЧИШИН А.И.

Представлены и анализируются особенности формирования градиентных наноструктурных покрытий, полученных методом магнетронного распыления многофазной композитной мишени AlN TiB2 TiSi2. Структура, фазовый и элементный состав исследованы методами рентгеновской дифракции (XRD), атомно-силовой (AFM) и электронной микроскопии (SEM и TEM с энергодисперсионным микроанализом), а также дана характеристика механическим свойствам покрытий посредством наноиндентирования. Сформированное покрытие состояло из трех различных по элементному составу и структуре слоев, что, в свою очередь, определило его механические свойства. Формирование структурно-неоднородного покрытия объясняется тем фактом, что распыляемая мишень состояла из трех различных компонентов (AlN – 50 мас. %; TiB2 – 35 мас. %; TiSi2 – 15 мас. %), неоднородно распределенных по объему мишени. Также, в работе обсуждается влияние различных процессов, происходящих во время распыления многофазных мишеней ионами инертных газов, на формирование нанокомпозитных покрытий с градиентной структурой.

ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИЕ НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ

САГАРАДЗЕ В.В., АФАНАСЬЕВ С.В., ВОЛКОВА Е.Г., ЗАВАЛИШИН В.А.

Исследована возможность получения эффекта памяти формы (ЭПФ) в результате -превращений в стареющих нержавеющих сталях, упрочняемых карбидами VC. Представлены режимы упрочняющего старения при 650 и 720°С нержавеющих сталей, преимущественно содержащих (в мас. %) 0.06–0.45 С, 1–2 V, 2–5 Si, 9 и 13–14 Cr. Значения обратимой деформации е (величины ЭПФ), определенные после нагрева до 400°С в предварительно деформированных на 3.5–4% образцах, изменяются от 0.15 до 2.7% в зависимости от состава сталей и режимов стабилизирующего и дестабилизирующего старения.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ КАРБИДНЫХ ФАЗ ПРИ МЕХАНОСИНТЕЗЕ СПЛАВА (Fе0.93CR0.07)75C25 В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ КАРБИДООБРАЗУЮЩИМИ ПРОЦЕССАМИ

ВОЛКОВ В.А., ЧУЛКИНА А.А., ЕЛЬКИН И.А., ЕЛСУКОВ Е.П.

Методами рентгеновской дифракции, дифференциального термического анализа, измерения динамической магнитной восприимчивости исследовалась последовательность фазовых превращений при механосплавлении смеси порошков исходных компонентов состава (Fе0.93Cr0.07)75C25. Показано, что на поздних стадиях механосплавления фазовый состав определяется условиями динамического равновесия между кристаллическими и аморфной фазами. Изменение условий механосплавления приводит к сдвигу этого равновесия и изменению фазового состава сплава. Проведено сравнение особенностей карбидообразования в системе Fe–C при механосинтезе, отпуске мартенсита, насыщении железа углеродом из газовой среды, закалке расплава и напылении пленок. Установлены некоторые общие закономерности, из которых следует, что в фазообразовании при механосинтезе так же, как и в других рассматриваемых процессах, важную роль играют термически активируемые явления.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ЭНЕРГИИ ДОМЕННОЙ ГРАНИЦЫ НЕЕЛЯ ЧИСЛЕННЫМ МЕТОДОМ

СЕМЕНОВ В.С.

Вариационным численным методом Брауна и ЛаБонте исследована структура и энергия доменной границы (ДГ) Нееля в тонкой магнитной пленке типа пермаллоя. Равновесная структура ДГ соответствует минимуму полной энергии и критерию Аарони, близкому к единице. Показано, что по мере удаления от центра ДГ изменение намагниченности происходит колебательным способом с ростом периода при приближении к краю ДГ. На краю ДГ период достигает максимальное значение и в этой области происходит резкое уменьшение намагниченности. В области протяженных доворотов ДГ получен больший градиент изменения намагниченности, чем при модели логарифмического изменения.

МЕТАЛЛОВЕДЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ КАМЕНСКОГО ЧУГУНОЛИТЕЙНОГО И ЖЕЛЕЗОДЕЛАТЕЛЬНОГО ЗАВОДА, ПРОИЗВЕДЕННЫХ В XVIII–XX ВВ

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ГИЖЕВСКИЙ Б.А., ХЛЕБНИКОВА Ю.В., НАУМОВ С.В., ЕГОРОВА Л.Ю.

Представлены результаты исследований микроструктуры и химического состава ряда изделий Каменского завода из чугуна и железа, охватывающего период от начала производства железа на территории г. Каменск-Уральского на рубеже XVII–XVIII вв. до начала XX в. Установлены различия в составе каменского чугуна и современных марок литейного чугуна. Выявлены возможные причины технологических трудностей и производственного брака Каменского завода. Показаны возможности металловедческих исследований при атрибутировании исторических изделий из черных металлов.

МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ЛАЗЕРНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АУСТЕНИТНОЙ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ И ТИТАНОВОГО СПЛАВА С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ МЕДНОЙ ВСТАВКОЙ

ПУГАЧЕВА Н.Б., МЯСНИКОВА М.В., МИЧУРОВ Н.С.

Исследованы макро- и микроструктуры, характер распределения элементов и значений микротвердости и контактного модуля упругости по высоте и ширине зон переплава и термического влияния аустенитной коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ1-0 с промежуточной медной вставкой после лазерной сварки по разным режимам. Показана структурная неоднородность соединения, полученного по одному из режимов: материал сварного шва представляет собой пересыщенный твердый раствор Fe, Ni, Cr и Ti в кристаллической решетке меди с равномерно распределенными частицами интерметаллидов Ti(Fe,Cr)2 и TiCu3. На границах со сталью и титановым сплавом формируются диффузионные зоны толщиной 0.1–0.2 мм, представляющие собой пересыщенные твердые растворы на основе железа и титана. Прочность данного соединения составила 474 МПа, что соответствует уровню прочности титанового сплава. Получены результаты численного моделирования механического поведения сварных соединений при упругом растяжении-сжатии с учетом их структурного состояния, позволяющие определить амплитудные значения деформаций материала шва.

ОБРАЗОВАНИЕ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AU–CO, ПОЛУЧЕННЫХ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ТОЛМАЧЕВ Т.П., ПИЛЮГИН В.П., АНЧАРОВ А.И., ЧЕРНЫШЕВ Е.Г., ПАЦЕЛОВ А.М.

Исследован процесс механического сплавления элементных смесей Au и Co, системы с высокой положительной энтальпией смешения, при большой холодной и криогенной деформации кручением под давлением. Методами рентгеновской дифрактометрии в синхротронном излучении и сканирующей микроскопии изучена последовательность структурных изменений смесей в ходе деформации до итогового состояния ГЦК-твердого раствора замещения на основе золота. Измерены механические свойства сплавов, как в процессе обработки смесей, так и после механосинтеза, проведены микрофрактографические исследования. Выявлены факторы, способствующие растворению Co в Au, такие как повышение давления обработки, концентрации кобальта в шихте, истинной деформации и снижение температуры до криогенной.

РАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ ЦЕПОЧКИ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ

ШУТЫЙ А.М., СЕМЕНЦОВ Д.И.

На основе компьютерного моделирования исследованы равновесные состояния и особенности перемагничивания линейной цепочки магнитных моментов, связанных диполь-дипольным и обменным взаимодействиями. Выявлено, что в зависимости от величины обменного взаимодействия граница между противоположно ориентированными областями может иметь как равный нулю, так и отличный от нуля суммарный магнитный момент. Наличие одноосной анизотропии типа “легкая ось” позволяет получать стационарные состояния с малыми, включающими до одного диполя, доменами. Рассмотрены процессы релаксации цепочки к однородному состоянию из многодоменного.

РОЛЬ ВАКАНСИЙ ПРИ РЕЛАКСАЦИИ ФОЛЬГИ СПЛАВА PD–5.3 АТ. % IN–0.5 АТ. % RU ПОСЛЕ ДЕСОРБЦИИ ВОДОРОДА

АКИМОВА О.В., АВДЮХИНА В.М., ЩЕТИНИН И.В.

Проведено рентгенодифракционное исследование фольги сплава Pd 5.3 ат. % In–0.5 ат. % Ru после электролитического гидрирования и длительной (55 000 часов) релаксации. Обнаружены дифракционные максимумы, отвечающие фазам с различной концентрацией атомов индия и фазам палладия, обогащенным вакансиями. Наблюдавшиеся фазовые превращения происходят в отсутствии водорода, преимущественно за счет миграции вакансий, поступивших при гидрировании и сохранившихся в дефектных комплексах и в матрице сплава до момента исследования.

СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AL–CA–MG–SC

БЕЛОВ Н.А., НАУМОВА Е.А., БАЗЛОВА Т.А., АЛЕКСЕЕВА Е.В.

Исследованы структура и фазовый состав сплавов системы Al–Ca–Mg–Sc, содержащих 0.3 мас. % Sc, до 10 мас. % Ca и до 10 мас. % Mg, в литом состоянии и после термообработки. Показано, что в равновесии с твердым раствором на основе алюминия могут находиться только фазы из двойных систем: Al4Ca, Al3Sc и Al3Mg2. Установлено, что максимум упрочнения, обусловленного выделением наночастиц фазы Al3Sc, во всех исследованных сплавах достигается после отжига при 300–350°С.

СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ МУЛЬТИСЛОЙНЫЙ ГРАФЕН/FE

ТЕПЛЫХ А.Е., БОГДАНОВ С.Г., ГЕРАСИМОВ Е.Г., ТЕРЕНТЬЕВ П.Б., КОРОЛЕВ А.В., ФЕДОРОВ В.Е., МАКОТЧЕНКО В.Г., НАУМОВ Н.Г., КЭМПБЕЛЛ Б. ДЖ., ПИРОГОВ А.Н.

Приведены результаты измерений рентгеновской и нейтронной дифракции, малоуглового рассеяния нейтронов и полевых зависимостей намагниченности нанокомпозитов, сформированных из мультислойного графена и частиц железа. Исследованы четыре образца, различающиеся содержанием Fe: 0.75, 30, 45 и 70 вес. %. Расчеты рентгено- и нейтронограмм показывают, что размер частиц графена составляет около 4 нм, а размер области когерентного рассеяния на Fe – не менее 50 нм. Содержание частиц Fe в композитах оценено из данных измерений нейтронной дифракции, малоуглового рассеяния нейтронов и намагниченности. Полученные разными методами значения концентрации железа различаются весьма значительно. Различие обусловлено спецификой методов измерений.

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В ДВУХСЛОЙНОЙ ОБМЕННО-СВЯЗАННОЙ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ C КОМБИНИРОВАННОЙ ОДНООСНОЙ И КУБИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ В СЛОЯХ

ШУЛЬГА Н.В., ДОРОШЕНКО Р.А.

Проведено численное исследование динамических свойств ферромагнитных двухслойных обменно-связанных пленок (100) с комбинированной кубической и одноосной магнитной анизотропией слоев при намагничивании вдоль направлений [100], [010] и [011]. Учет кубической анизотропии существенно проявляется на зависимости частот ферромагнитного резонанса от величины поля. Обнаружена неоднократная смена локализации мод ферромагнитного резонанса между слоями пленки, происходящая при увеличении напряженности магнитного поля. При определенном соотношении постоянных комбинированной анизотропии для направлений [010] и [011] с увеличением поля происходит смещение максимума распределения динамической восприимчивости к межслойной границе без изменения локализации мод.