Физика металлов и металловедение

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКИХ ФОНОНОВ С МАГНОНАМИ В ОРТОРОМБИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СТРУКТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ

МЕНЬШЕНИН В.В.

Изучено взаимодействие полярных оптических фононов с магнонами в манганатах RMn2O5 (R – редкоземельный ион) в приближении коллинеарного антиферромагнитного упорядочения подрешеток марганца. Показано, что такое взаимодействие имеет место лишь в многоподрешеточных антиферромагнетиках, в которых существуют обменные магнитные структуры как четные, так и нечетные относительно пространственной инверсии. Проанализировано влияние магнитного поля на структурные фазовые переходы в этих оксидах.

ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ ПЕРЛИТА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

ИЗОТОВ В.И., ПОЗДНЯКОВ В.А., ЛУКЬЯНЕНКО Е.В., УСАНОВА О.Ю., ФИЛИППОВ Г.А.

Исследованы особенности пластической деформации и разрушения при растяжении углеродистой (C = 0.62%) перлито-ферритной стали с разной степенью дисперсности перлита. Показано, что коэффициент деформационного упрочнения одинаков, а величина относительного удлинения у стали с тонкопластинчатым перлитом меньше, чем у стали с грубопластинчатым перлитом. В процессе деформации в тонкопластинчатом перлите создается равномерное распределение дислокаций, а в грубопластинчатом – ячеистая субструктура. Установлено, что тонкопластинчатый перлит пластически деформируется и вязко разрушается как единая структура; у грубопластинчатого перлита при этом проявляется дискретность строения. Предложена модель микропластической и начальной стадии макропластической деформации перлита. Найдено, что коэффициент деформационного упрочнения перлита на начальной стадии деформации не зависит от степени его дисперсности. Показано, что в перлите реализуется размерный структурно-деформационный эффект, проявляющийся в возникновении зависимости характера формирующейся дислокационной структуры в ферритных слоях от их толщины.

ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТИРОВАННОЙ СТАЛИ 20ХН3А

МАКАРОВ А.В., КОРШУНОВ Л.Г., МАЛЫГИНА И.Ю., ОСИНЦЕВА А.Л.

Металлографическим, электронно-микроскопическим и рентгеновским методами исследованы мартенситно-аустенитные структуры, формирующиеся при воздействии непрерывным излучением лазера в стали 20ХН3А, подвергнутой различным режимам цементации. Установлено, что снижение в результате обработки холодом при –196°С количества остаточного аустенита в структурах лазерной закалки с 40–90 до 5–35 об.% оказывает лишь небольшое (в пределах 10%) влияние на сопротивление цементированной стали абразивному изнашиванию, отрицательное в условиях микрорезания и положительное в условиях микроцарапания. Увеличение концентрации углерода от 0.8 до 1.2 мас. % в мартенситно-аустенитных структурах, образующихся в цементированной стали при лазерном воздействии и обработке холодом, приводит к изменениям абразивной износостойкости не более, чем на 10–13%. Присутствие 20–40 об.% метастабильного остаточного аустенита задерживает снижение абразивной износостойкости закаленной стали при последующем низкотемпературном отпуске. Показана эффективность влияния лазерной закалки и дополнительной обработки холодом на сопротивление контактно-усталостному разрушению опор качения буровых долот.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА НАМАГНИЧЕННОСТЬ НАСЫЩЕНИЯ И МИКРОСТРУКТУРУ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК CO/ZR

ГРАБЧИКОВ С.С.

Изучены микроструктура и термическая стабильность многослойных аморфных пленок Co/Zr различного состава и толщины отдельных слоев. Показано, что область существования аморфной фазы определяется как химическим составом пленок, так и толщиной отдельных слоев. Критическая толщина слоев кобальта, при которой появляются зародыши кристаллической фазы, составляет 22–24 A. Предложена модель островково-слоистого строения многослойных аморфных пленок Co/Zr. Установлены изменения структуры и фазового состава многослойных аморфных пленок Co/Zr при изотермических отжигах. Показано, что Tн.кр пленок с увеличением толщины слоев кобальта от 12 до 18 A уменьшается от 460 до 380°C. Исследовано влияние отжига при непрерывном нагреве на удельную намагниченность насыщения многослойных аморфных пленок Co/Zr. Впервые в области температур, ниже температуры начала кристаллизации, обнаружен эффект необратимого увеличения удельной намагниченности насыщения. Для интерпретации полученных результатов используются представления о диффузионном характере процессов структурной релаксации и кристаллизации.

ДИНАМИКА КОЛЛИНЕАРНОГО ДВУХПОЗИЦИОННОГО МНОГОПОДРЕШЕТОЧНОГО ФЕРРИМАГНЕТИКА В ТРЕХПОДРЕШЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ. ПРИМЕНЕНИЕ К ЖЕЛЕЗОИТТРИЕВОМУ ГРАНАТУ

ТУРОВ Е.А., КУРКИН М.И., МЕНЬШЕНИН В.В., НИКОЛАЕВ В.В.

Излагаются результаты исследования магнитоэлектрических эффектов в веществах с ферримагнитным упорядочением. Рассмотрение проведено на примере железо-иттриевого граната (ЖИГ), группа пространственной симметрии O . В элементарной ячейке кристаллической решетки ЖИГа магнитные ионы Fe занимают 16 позиций a-типа и 24 позиции d-типа. Показано, что магнитоэлектрические эффекты в ЖИГе могут быть описаны в модели трех (а не двадцати) магнитных подрешеток Ma , Md1 и Md2. Вектор намагниченности Ma определяется ионами Fe в a-позициях. Ионы Fe в позициях d-типа разделены на две подрешетки (d1 и d2), связанные центром симметрии. В такой трехподрешеточной модели двухпозиционного ферримагнетика, кроме двух ферромагнонных ветвей спектра, появляется третья ветвь – антимагнонная. Она обусловлена колебаниями только вектора антиферромагнетизма L = Md1 – Md2. С этой ветвью связаны изменения диэлектрической проницаемости и показателя преломления ферримагнитной среды, ответственные за магнитоэлектрические эффекты.

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ СУЛЬФИДОВ И УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ 40ХГМ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ В АУСТЕНИТНОЙ ОБЛАСТИ

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

В закаленной стали 40ХГМ исследованы изменения ударной вязкости в зависимости от термообработки в аустенитной области. Показано, что максимум ударной вязкости наблюдается после нагрева до 1300°C, промежуточного отжига при 1050°С и закалки с низким отпуском. Фрактографическим и электронно-микроскопическим методами установлено, что высокие значения ударной вязкости обусловлены специфической формой выделения сульфида марганца из -раствора. Даны теоретические оценки средней растворимости серы в -растворе.

ИЗМЕНЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ ВАКАНСИЙ В ОБЪЕМАХ И В ЯДРАХ ОБЛАСТЕЙ СОПРЯЖЕНИЯ КРИСТАЛЛИТОВ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ С КУБИЧЕСКИМИ РЕШЕТКАМИ

КЛОЦМАН С.М., ТИМОФЕЕВ А.Н., ДУДАРЕВ М.С.

Определены изменения потенциальной энергии атомов ближайшего окружения вакансий, которые образовались в объемах d-переходных и благородных металлов с кубическими решетками. Эти изменения согласуются с известными первопринципными расчетами изменений потенциальной энергии атомов ближайшего окружения вакансий. И в ядрах областей сопряжения кристаллитов поликристаллических d-переходных металлов с ОЦК-решетками образование вакансий сопровождается положительным изменением потенциальных энергий атомов их ближайшего окружения. А абсолютные величины этих изменений в несколько раз меньше, чем изменения потенциальной энергии атомов ближайшего окружения вакансий в объеме этих же металлов, в соответствии с соотношением энтальпий образования вакансий в этих областях поликристаллов. Изменения потенциальной энергии атомов ближайшего окружения вакансий, образованных в ядрах ОСК поликристаллических металлов с ГЦК-решетками отрицательны из-за “расщепленной” структуры вакансий в ядрах ОСК таких металлов.

ИССЛЕДОВАНИЕ БЛИЖНЕГО АТОМНОГО ПОРЯДКА В ПОРОШКАХ FE2B

БАРИНОВ В.А., ЦУРИН В.А., НОВИКОВ С.И., ШЕИН И.Р., СУРИКОВ В.Т.

Исследуются возможности приложения модели локальных атомных смещений (ЛАС) для описания механизма формирования низкополевой части (Hhf 23.6 Тл) распределения сверхтонких магнитных полей P(H) сплава Fe2B на ранних стадиях измельчения. Установлено, что появление в P(H) мессбауэровских вкладов, не являющихся характерными для структуры С16, обязано сокращению межатомных расстояний rFe/rFe 0.18 для отдельных позиций атомов железа и бора в пределах элементарной ячейки.

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ТЕКСТУРА И МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ ПЛЕНОК СO–Р, ПОЛУЧЕННЫХ ХИМИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ

ВЕРШИНИН В.В., КИПАРИСОВ С.Я., ПАТРИН Г.С., ЖАРКОВ С.М., ПОЛЯКОВА К.П.

Исследовались химически осажденные тонкие пленки Co–P с содержанием P 2.5% методами брегговской дифракции рентгеновских лучей, электронной микроскопии и магнитометрическими методами. Было определено, что пленки представляют собой мелкокристаллическую среду, а ориентация кристаллитов в ней зависит от толщины пленки. При толщине меньшей, чем 70 нм, пленки имеют некоторую кристаллическую текстуру с преимущественной ориентацией гексагональной оси C кристаллитов перпендикулярно плоскости пленки. При увеличении толщины пленки характер текстуры изменяется и отличается преимущественной ориентацией оси C кристаллитов в плоскости пленки. При толщинах, превышающих 500 нм, текстура усиливается. При этом оси C кристаллитов распределены в плоскости равновероятно. Данные результаты могут быть использованы при создании магнитной среды для продольной и перпендикулярной магнитной записи.

РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ ЧАСТИЦАМИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ С ПРОСТРАНСТВЕННО УПОРЯДОЧЕННЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ИХ В КРИСТАЛЛЕ

ГИТГАРЦ М.И.

Рассмотрено рассеяние рентгеновских лучей выделениями (частицами дисперсной фазы), расположенными в кристалле в виде простой кубической решетки, в предположении, что выделения имеют однотипную с матричной фазой кубическую решетку, но отличающуюся от матрицы упорядоченной структурой с одинаковой для всех частиц структурной амплитудой. Рассеяние таким ансамблем частиц вызывает образование сателлитных отражений, которые располагаются по узлам микрорешетки, обратной к макрорешетке из выделений. Сателлитные отражения группируются в окрестности узлов обратной решетки (ОР) упругодеформированного выделения, имеют пиковые распределения интенсивности, отражающие форму и размеры самого кристалла. Один из группы сателлитных узлов рассматриваемого отражения от выделений, принимаемый в качестве опорного, совпадает с узлом ОР, передающим средний период решетки кристалла с выделениями.

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫХ СМЕЩЕНИЙ АТОМОВ В B2- И R-ФАЗАХ НИКЕЛИДА ТИТАНА

ГУНДЫРЕВ В.М., ЗЕЛЬДОВИЧ В.И.

С использованием рентгеновского излучения K Mo, на монокристалле никелида титана измерены интенсивности 15 структурных и 11 сверхструктурных отражений B2-фазы. Вычислены структурные факторы рассеяния для этих отражений и определены среднеквадратичные смещения атомов никеля и титана из узлов кристаллической решетки. Средний квадрат смещений атомов никеля равен u2 Ni = (0.087 ± 0.006) A2, титана – u2 Ti = (0.039 ± 0.003) A2. Определена температурная зависимость среднеквадратичных смещений в B2-фазе и в интервале B2 R-превращения. Рассчитаны среднеквадратичные смещения атомов в R-фазе. Определена температура Дебая и выполнено разделение среднеквадратичных смещений атомов в B2-фазе на статические и динамические.

ТОЛЩИННЫЕ СДВИГОВЫЕ МОДЫ В СТРУКТУРАХ С ЧЕРЕДОВАНИЕМ МАГНИТНЫХ И НЕМАГНИТНЫХ СЛОЕВ

ГАРЕЕВА З.В., ДОРОШЕНКО Р.А., СЕРЕГИН С.В.

Исследованы частоты размерных резонансов упругих и магнитоупругих волн в двухслойных и трехслойных структурах вида магнетик–немагнитная подложка. Показано, что наличие и положение границы раздела сред приводит к появлению особенностей в поведении резонансных частот. Построены и исследованы графики зависимостей резонансных частот от толщины немагнитного слоя при различных материальных параметрах системы. Проведен сравнительный анализ результатов, полученных для двухслойных и трехслойных структур. Показано, что в слоистой среде нарушается эквидистантное расположение гармоник резонансных частот, характерное для монослойных образцов в низкочастотной области спектра. Теоретические расчеты для трехслойных структур согласуются с полученными экспериментальными данными.