Физика металлов и металловедение

АНИЗОТРОПИЯ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ДЕКАГОНАЛЬНЫХ КВАЗИКРИСТАЛЛОВ AL–CU–CO(FE)

ШУЛЯТЕВ Д.А., КЛЮЕВА М.В., ДЕВАРАДЖАН У.

Методом роста из раствора в расплаве были получены легированные железом (0.08 ат. %) монокристаллы Al–Cu–Co с декагональной симметрией. Температурные зависимости электросопротивления в магнитных полях 0–18 Тл были измерены на образцах, ориентированных в периодическом направлении (ρp(Т)) и в квазипериодической плоскости (ρq(Т)). Наблюдалась сильная анизотропия сопротивления: кривая ρp(Т) демонстрирует линейный ход, в то время как кривая ρq(Т) хорошо аппроксимируется полиномом второго порядка. Также наблюдалась сильная анизотропия магнетосопротивления: положительное магнетосопротивление (Δρ/ρ ~ 10–3) при протекании тока в квазипериодической плоскости и слабое (близкое к нулю) отрицательное магнетосопротивление при протекании тока вдоль периодического направления.

ВЛИЯНИЕ ИНТЕРКАЛЯЦИИ ВОДЫ НА СТРУКТУРУ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА YBA2CU3O6.9

БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А., ДЕГТЯРЕВ М.В., ГЕРАСИМОВ Е.Г., ПОНОСОВ Ю.С., ПИЛЮГИН В.П.

Исследовано влияние паров воды, а также пластической деформации на структуру и электрофизические свойства YBa2Cu3O6.9 (123). Установлено, что при t = 200°С внедрение воды в структуру YBa2Cu3O6.9 приводит к его переходу в дефектную тетрагональную фазу типа 124 вследствие образования планарных дефектов упаковки. После отжига при t = 930°С эти дефекты частично сохраняются и являются эффективными центрами пиннинга в магнитных полях, приложенных перпендикулярно оси с, что позволяет увеличить на порядок плотность критического тока высокотекстурированной керамики при 77 K во внешнем магнитном поле 5–10 Тл. Пластическая деформация гидратированной керамики способствует обратному переходу образовавшейся фазы типа 124 в фазу 123 при t = 930°С и сопровождается рекристаллизацией материала, что приводит к возникновению текстуры и увеличению плотности критического тока.

ВЛИЯНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ НА РАДИАЦИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ

ПЕТРЕНКО П.В., КУЛИШ Н.П., МЕЛЬНИКОВА Н.А., ГРАБОВСКИЙ Ю.Е.

Анализируется влияние корреляционных эффектов, обусловленных термодинамическим взаимодействием компонент сплавов, на сегрегационные процессы при радиационном облучении. Анализ выполнен для 53 металлических твердых растворов. Показано, что ближний порядок в сплавах вызывает перераспределение потоков радиационных дефектов и изменяет механизм их аннигиляции, что обусловливает в определенной области температур высокую сопротивляемость сплавов к радиационному распуханию. Наличие двух максимумов на кривой температурной зависимости распухания для аустенитных никельхромистых сплавов объяснено существованием в них при разных температурах различного типа ближнего порядка.

ВЛИЯНИЕ НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ПОСТРАДИАЦИОННОГО ОТЖИГА НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА AL–MG–SI

МАКСИМКИН О.П., РОФМАН О.В., СИЛЬНЯГИНА Н.С.

Исследовано влияние длительного нейтронного облучения и пострадиационного термического старения на микроструктуру и механические свойства реакторного алюминиевого сплава Al–Mg–Si (марки САВ-1). Материалом для исследований служила оболочка стержня тонкого автоматического регулирования реактивности активной зоны исследовательского реактора ВВР-К. Проведены последовательные часовые отжиги в интервале температур 100–550°С образцов сплава САВ-1, облученных до 0.001 и 5 сна. Изучены эволюция тонкой структуры и изменения механических характеристик материала. Обнаружен эффект ускорения старения сплава САВ-1 под действием высокого флюенса нейтронов при температуре облучения 80°С, выражающийся в образовании в материале множественных строчечных зон Гинье–Престона. Показано, что прочностные свойства сплава САВ-1 в значительной степени определяются уровнем радиационно-термического старения.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНОГО СПЛАВА CO–NI–FE–CR–SI–B И ЕГО ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ

МАЗЕЕВА А.К., КУЗНЕЦОВ П.А.

Проанализированы причины изменения магнитных свойств аморфного сплава Co–Ni–Fe–Cr–Si–B, получаемого методом спиннигования расплава в виде тонкой ленты, при его термической обработке и дальнейшем воздействии температур, свойственных различным условиям эксплуатации. Установлены режимы термической обработки, позволяющие получать наибольшие значения максимальной магнитной проницаемости исследуемого сплава и коэффициента экранирования магнитного экрана на его основе. Проанализированы изменения магнитных и экранирующих свойств и изменение итогового распределения намагниченности в ленте сплава при температурах значительно ниже температуры кристаллизации. Найдены температурные диапазоны, ограничивающие практическое применение данного сплава.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОСТРУКТУРУ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА СИСТЕМЫ AL–CU–MN–MG–ZR

ЗУЙКО И.С., ГАЗИЗОВ М.Р., КАЙБЫШЕВ Р.О.

Рассмотрено влияние термомеханической обработки на микроструктуру, фазовый состав и механические свойства термоупрочняемого алюминиевого сплава АА2519 (по классификации Aluminum Association). После обработки на твердый раствор, закалки и последующего искусственного старения (обработка Т6) при 180°С на максимальную прочность, предел текучести, временное сопротивление и удлинение до разрушения составляют ~300 МПа, 435 МПа и 21.7% соответственно. Показано, что обработки, включающие промежуточную пластическую деформацию со степенями 7 и 15% (обработки Т87 и Т815 соответственно), оказывают существенное влияние на фазовый состав и морфологию упрочняющих частиц, выделяющихся при старении на максимальную прочность. Обработки типа Т8Х, где X – степеь деформации, инициируют выделение значительного количества частиц θ- и Ω-фаз, тогда как после обработки Т6 обнаружено преимущественно гомогенное выделение частиц θ-фазы. Изменения в микроструктуре и фазовом составе сплава АА2519, которые обусловлены промежуточной деформацией, приводят к значительному увеличению предела текучести и временного сопротивления на ~40 и ~8%, соответственно, в то время как пластичность снижается на 40–50%.

ВЛИЯНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ 45TI–45NI–10NB И 43TI–46NI–8NB–3ZR

ПОПОВ Н.Н., ЛАРЬКИН В.Ф., ОГОРОДНИКОВ В.А., ПРЕСНЯКОВ Д.В., ЛАРЬКИНА Ю.А., АУШЕВ А.А., СЫСОЕВА Т.И., СУВОРОВА Е.Б., КОСТЫЛЕВА А.А.

Работа проведена c целью изучения поведения сплавов с памятью формы (СПФ) систем 45Ti–45Ni–10Nb и 43Ti–46Ni–8Nb–3Zr (ат. %) в условиях воздействия высокоинтенсивной динамической деформации для дальнейшего использования полученных результатов в разработке технологий на основе СПФ. Для испытаний использовали литые сплавы. Определен элементный и фазовый составы сплавов в исходном состоянии, а также фазовый состав, кинетика и температуры фазовых превращений после термообработки (отжиг в вакууме при 850°С, 4 ч, охлаждение с печью). Определены механические и термомеханические характеристики этих сплавов до и после ударно-волнового нагружения.

ДИФФУЗИОННАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЖАРОСТОЙКИХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ИТТРИЯ

ГОНЧАРОВ В.С., ГОНЧАРОВ М.В., ВАСИЛЬЕВ Е.В.

Проведены исследования диффузионной проницаемости иттрий-содержащих ионно-плазменных покрытий на низколегированном сплаве хрома ВХ2К. Установлено, что защитные покрытия данного типа оказывают значительное барьерное действие на диффузионные потоки в системе основа–покрытие–атмосфера, а наилучшими защитными свойствами против газонасыщения обладают покрытия типа YCr + YCrO3.

ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕДИ ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ПАЛЛАДИЕМ

ВОЛКОВ А.Ю., НОВИКОВА О.С., КОСТИНА А.Е., АНТОНОВ Б.Д.

Изучены структура и физико-механические свойства сплавов системы Cu–Pd, содержащих от 0.5 до 5.9 ат. % палладия. Показано, что во всех исследованных сплавах формируется твердый раствор; параметр ГЦК решетки и электросопротивление сплавов линейно возрастают с увеличением содержания палладия. Также обнаружено, что введение палладия приводит к повышению температуры рекристаллизации и вызывает рост прочностных свойств. Выдвинуто предположение о формировании атомного ближнего порядка в закаленных сплавах Cu–4.6 ат. % Pd и Cu–5.9 ат. % Pd.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗВРАТА В ДЕФОРМАЦИОННО-УПРОЧНЕННОМ СПЛАВЕ AL–MG–MN–FE–SI

ПУГАЧЕВА Н.Б., ВИЧУЖАНИН Д.И., КАЛАШНИКОВ С.Т., ИВАНОВ А.В., СМИРНОВ С.В., ФРОЛОВА Н.Ю.

Исследован материал оболочечной конструкции после 20-летней эксплуатации в климатических условиях. Изучена микроструктура и механические свойства деформационно упрочненного сплава АМг6, а также влияние последующих выдержек при температурах 50, 70, 80, 100, 130, 150, 180, 220°C длительностью от 10 до 3000 ч на изменение дислокационной структуры и механических свойств. Показано, что сплав АМг6 в исследованных конструкциях характеризуется ячеистой структурой с высокой плотностью дислокаций и значениями σв = 445.5 ± 2.5 МПа, σ0.2 = 326.5 ± 3.5 МПа и δ = 11.7 ± 0.5%. Полигонизация в этом сплаве происходит при температуре 220°C, а начальная стадия возврата соответствует температурному интервалу 50–100°С, в котором процесс разупрочнения можно разделить на два этапа: 1 – активное разупрочнение, связанное с взаимодействием точечных дефектов друг с другом и с дислокациями, и 2 – стабилизация свойств.

КРИТИЧЕСКИЙ ТОК ДЕПИННИНГА УПРУГИХ ВИХРЕВЫХ НИТЕЙ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ С ПРОТЯЖЕННЫМИ ЛИНЕЙНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

ФЕДИРКО В.А., КАСАТКИН А.Л., ПОЛЯКОВ С.В.

В рамках классической механики решается задача о срыве упругой вихревой нити Абрикосова с протяженного линейного дефекта в пластине 3D-анизотропного сверхпроводника толщиной d > 2λ (λ – лондоновская глубина проникновения) под действием неоднородно распределенного транспортного тока, текущего в поверхностном экранирующем слое. Исследованы условия возникновения неустойчивости запиннингованного состояния вихря и проведены расчеты соответствующей плотности критического тока на поверхности, при которой происходит депиннинг вихревой нити. Найдена зависимость средней плотности критического тока от толщины пластины d.

ОСОБЕННОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ε-ФАЗЫ МЕДИ В ФЕРРИТНЫХ ПРОМЕЖУТКАХ ПЛАСТИНЧАТОГО ПЕРЛИТА

БАТАЕВ И.А., СТЕПАНОВА Н.В., БАТАЕВ А.А., НИКУЛИНА А.А., РАЗУМАКОВ А.А.

Методом просвечивающей электронной микроскопии изучено тонкое строение перлита в сплавах со структурой серого чугуна, содержащих 1.6 и 10.8 (мас. %) меди. Выявлены особенности формирования наноразмерных частиц ε-фазы в ферритных ламелях перлита, показано влияние этих частиц на характер дислокационной структуры в феррите перлита. Установлено, что между частицами ε-фазы и α-фазой реализуется ориентационное соотношение Курдюмова–Закса. Результатом формирования в исследованных чугунах наноразмерных частиц ε-меди является рост твердости перлита на 35 HV и 84 HV.

РАССЛОЕНИЕ ЖИДКОСТИ И ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРЕСЫЩЕННЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ В СИСТЕМЕ FE–CU ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ЛАЗЕРНОМ ПЛАВЛЕНИИ

ХАРАНЖЕВСКИЙ Е.В.

Исследована структура компактов, полученных методом высокоскоростного лазерного плавления (ВЛП) высокодисперсных порошков Fe–50 мас. % Cu. Исходный порошок получали механическим размолом порошков железа и меди в планетарной мельнице. Установлено, что в результате ВЛП структура компактов содержит признаки начальных этапов расслоения переохлажденной жидкости. Методами рентгеноструктурного анализа, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии показано, что в результирующей структуре присутствует пересыщенный твердый раствор (Fe; Cu), образовавшийся в результате высокоскоростного движения фронта затвердевания и неравновесного захвата меди движущимся фронтом.

СПИНОВЫЕ КЛАПАНЫ НА ОСНОВЕ АМОРФНЫХ ФЕРРИМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК GD–CO

СВАЛОВ А.В., КУРЛЯНДСКАЯ Г.В., БАЛЫМОВ К.Г., ВАСЬКОВСКИЙ В.О.

Методом магнетронного распыления получены многослойные структуры Gd–Co/Co/Cu/Co. Анализ магнитных и резистивных свойств позволяет квалифицировать эти структуры как спиновые клапаны, проявляющие эффект гигантского магнитосопротивления. Дана интерпретация механизма смены знака гигантского магнитосопротивления при изменении толщины слоя Co, обменносвязанного с ферримагнитным слоем Gd–Co.

СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ДВУХФАЗНОГО ХРОМОНИКЕЛЕВОГО СПЛАВА ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

МИРОНЕНКО В.Н., АРОНИН А.С., ВАСЕНЕВ В.В., АРИСТОВА И.М., ШМЫТЬКО И.М., ТРУШНИКОВА А.С.

Изучена структура и механические свойства двухфазного хромоникелевого сплава Х65Н33В2ФТ после испытаний при комнатной и повышенной температурах. В зависимости от температуры меняется морфология основных фаз: твердого раствора никеля в хроме (α) и хрома в никеле (γ). Определены параметры решетки основных фаз. Показано, что основным механизмом деформации сплава является зернограничное проскальзывание. При высокотемпературной деформации возможны объемная и зернограничная диффузионная ползучесть и саморегулируемое диффузионно-вязкое течение в γ-фазе. Образование перколяционного кластера γ-фазы ограничивает жаропрочность сплава температурой 1000°C