Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ TI-NI И CUAINî

ЕГОРОВ С.А., БЕЛЯЕВ С.П., ВОЛКОВ А.Е., ПУЛЬНЕВ С.А.

Изучено влияние всестороннего давления на деформационные эффекты в сплавах с термоупругими мартенситными превращениями TiNi и CuAlNi. Показано, что в сплаве Ti52.5Ni47Fe0.5 гидростатическое давление уменьшает характеристические температуры изменения деформации Ms, Mf, As и Af на 5-7, 1.5-2, 3-4 и 9-10 К соответственно. В сплаве Ti52.5Ni47Fe0.5 для инициирования накопления деформации при охлаждении во время реализации перехода B2 -»- R давление следует увеличивать, а при реализации перехода R -Bl9' - его следует уменьшать. Иная картина наблюдается в сплаве Ti501Ni499, в котором эффект памяти формы реализуется за счет одного лишь превращения B19' → B2: давление уменьшает температуры As и Af приблизительно одинаково, на 6 К. В этом сплаве увеличением давления с атмосферного до 200 МПа можно инициировать формовосстановление. На примере β1 -монокристалла Cu-13.2% Al-4% Ni показано, что давлением можно не только стимулировать реализацию эффектов памятИ., но и формировать температурную задержку их протекания. Для этого при охлаждении давление следует увеличивать, а при нагревании - уменьшать. В случае переходов B2 ↔ B19' в TiNi и β1 → γ ί в CuAlNi смещение температур в среднем в 3-4 раза больше оценок, выполненных с учетом лишь обьемного эффекта мартенситного превращения.

ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ ДАВЛЕНИЙ НА МОРФОЛОГИЮ РОСТОВОЙ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ СПЛАВА A1-CU. II. ЯЧЕИСТАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

ЕСИН В.О., КРИВОНОСОВА А.С., САТТЫБАЕВ И.Ж., ФЕДОРОВА Т.Г.

Методами металлографии и рентгеноструктурного анализа исследовано влияние малых избыточных давлений (в интервале 0-0.3 МПа) на морфологию ячеистой структуры монокристаллов сплава Al-4 вес.% Cu, выращенных методом Бриджмена со скоростью 0.5 мм/мин при температурном градиенте в расплаве 30-40 К/см. Обнаружены экстремальные зависимости от давления параметров кристаллической решетки ?-твердого растворА., протяженности области ячеистого ростА., величины межосевых промежутков дендритоВ., в которые переходят ячейки. Показано существенное влияние давления на субструктуру монокристаллов.

ВЫСОКОРЕЗИСТИВНЫЕ АНОМАЛИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

ПРЕКУЛ А.Ф., КУЗЬМИН Н.Ю., ЩЕГОЛИХИНА Н.И.

Систематизированы результаты многолетних исследований по проблеме так называемых высокорезистивных аномалий в сплавах, компонентами которых являются типичные металлы. Это стало возможным благодаря достижениям в изучении стабильных икосаэдрических квазикристаллов. Подробно представлены результаты экспериментальных исследований электрических, магнитных и гальваномагнитных свойств на различных стадиях структурной релаксации квазикристаллов системы Al-Cu-Fe, которые впервые указали на полярный тип химических связей как причину "выбывания" валентных электронов сплавляемых металлов из проводимости. Описаны дилатометрические эксперименты на квазикристаллических сплавах Al-Cu-V, Al-Cu-Fe и Al-Pd-Re, которые подтвердили это предположение.

ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МИКРОНЕОДНОРОДНЫХ СПЛАВОВ PDMNXFEX 1_ Х

КОУРОВ Н.И., МАРЧЕНКОВ В.В., КОРОЛЕВ А.В., ВОЛКОВА Н.В.

В магнитных полях H ≤ 12 МА/м при температуре 4.2 К исследованы гальваномагнитные свойства микронеоднородных сплавов PdMnxFe1 _ x. Показан изоморфизм поведения концентрационных зависимостей коэффициента нормального эффекта Холла и электросопротивления в данной трехмерной многофазной системе. Аномальная холловская составляющая связывается с рассеянием носителей на спиновых неоднородностях ферромагнитной фазы. Поведение магнитосопротивления обьясняется: в промежуточной области концентраций (0.2 ≤ x ≤ 0.8) упорядочением магнитных неоднородностей в поле, в сплавах на основе бинарных магнетиков (x ~ 0 и 1) _ "лоренцевским закручиванием" электронов проводимости.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕОБХОДИМЫЕ ДИСКЛИНАЦИИ В ТРОЙНЫХ СТЫКАХ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В НАНОКРИСТАЛЛАХ

НАЗАРОВ А.А., БАЧУРИН Д.В.

Дискретность дислокационной структуры границ зерен приводит к тому, что при длине границы, некратной расстоянию между структурными дислокациями, ее угол разориентировки отличается от угла разориентировки бесконечной границы. Вследствие этого в стыках, где граница зерен соединяется с другими границами, образуются геометрически необходимые дисклинации, которые компенсируют разницу разориентировки. В статье подробно исследована природа этих дисклинаций и рассчитана их мощность. Показано, что при длине границы около 10 нм последняя составляет примерно 1°. Рассчитана также упругая энергия тройных стыков зерен, обусловленная геометрически необходимыми дисклинациями. Эта энергия сопоставима с энергией изолированной решеточной дислокации. Рассмотрено влияние на энергию границ зерен смещения сетки зернограничных дислокаций как целого по отношению к стыкам. Увеличение энергии при таких смещениях также оказывается порядка энергии дислокации. Показано, что при размере зерен порядка 10 нм стыковые дисклинации данного вида могут играть значительную роль в свойствах нанокристаллов.

ИЗОТРОПНОЕ МАГНИТОУПРУГОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ДВУХПОДРЕШЕТОЧНЫХ ФЕРРИ- И АНТИФЕРРОМАГНЕТИКАХ. ПРИБЛИЖЕНИЕ СРЕДНЕГО ПОЛЯ ДЛЯ МОДЕЛИ ГЕЙЗЕНБЕРГА

ВАЛИЕВ Э.З.

Проведено обобщение обменно-стрикционной модели для магнетиков с двумя различными магнитными подрешетками. Из условия минимума свободной энергии, с учетом явной зависимости обменных интегралов от однородных деформаций, получены уравнения состояния для магнитной и упругой подсистем в двухподрешеточных ферри- и антиферромагнетиках. Эти уравнения использованы для анализа магнитных фазовых переходов первого рода в соединениях YMn2, ErCo2.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА ОКСИДА ЦИРКОНИЯ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ НА СОСТАВ., СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДОГО СПЛАВА СТИМ-3Б

ЛЕВАШОВ Е.А., ПОГОЖЕВ Ю.С., КУДРЯШОВ А.Е., СЕНАТУЛИН Б.Р., МУР ДЖ. ДЖ.

Изучены особенности влияния нанокристаллической добавки ZrO2 различной природы получения на процесс горения, структуру и физико-механические свойства твердого сплава СТИМ-3Б. Синтез образцов осуществлялся по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Показано, что при добавлении нанокристаллического порошка ZrO2 снижаются скорость и температура горения. Установлен эффект существенного модифицирования структуры продуктов синтеза в результате введения в исходную шихтовую смесь нанокристаллической добавки ZrO2. При этом установлено, что добавка 7об.% ZrO2, полученная золь-гель синтезоМ., положительно влияет на все основные физико-механические характеристики сплава (прочность, твердость, трещиностойкость).

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ СО СТРУКТУРОЙ А15 И ВЫСОКОПРОЧНЫХ ПРОВОДНИКОВ CU-NB

ПОПОВА Е.Н., РОМАНОВ Е.П., СУДАРЕВА С.В.

Представлены результаты многолетних систематических исследований сверхпроводящих материалов в Институте физики металлов, одним из инициаторов которых был Н.В. Волкенштейн. В том числе обсуждаются результаты изучения современных многожильных сверхпроводящих и высокопрочных высокоэлектропроводных композиционных материалов, разрабатываемых во ВНИИ Неорганических материалов им. академика A.A. Бочвара (г. Москва). Обсуждаются проблемы и способы повышения сверхпроводящих и прочностных характеристик для создания перспективных материалов, пригодных, в частности, для использования в Интернациональном термоядерном экспериментальном реакторе (ИТЭР).

НАХИМ ВЕНИАМИНОВИЧ ВОЛКЕНШТЕЙН (1913-1993). К 90-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ

ОБРАЗОВАНИЕ ТЕКСТУРЫ В СПЛАВАХ НИКЕЛЯ С НЕКОТОРЫМИ D-ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ. II. ТЕКСТУРА РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ

ГЕРВАСЬЕВА И.В., СОКОЛОВ Б.К., РОДИОНОВ Д.П., ХЛЕБНИКОВА Ю.В., ПОДКИН Я.В.

В работе исследована текстура первичной рекристаллизации сплавов никеля с d-переходными металлами - Cr (до 22%), Mo (до 9.3%), V (до 10.1%), W (до 7.4%) и Mn (1.9%) в зависимости от содержания легирующих элементов и температуры отжига. Изучены зависимость типа текстуры рекристаллизации и остроты кубической ориентировки от компонентного состава текстуры деформации.

ПОВЕДЕНИЕ ПОЛОСОВОЙ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ОДНООСНОЙ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКИ ВО ВНЕШНЕМ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ПОЛЕ

СОЛОВЬЕВ M.М., ФИЛИППОВ Б.Н.

Исследовано поведение полосовой доменной структуры (ДС) при нелинейных колебаниях системы магнитостатически взаимодействующих доменных границ под действием внешнего синусоидального поля, приложенного вдоль оси легкого намагничивания, в магнитно-одноосных пленках с перпендикулярной анизотропией. Установлено, что при малых частотах внешнего поля наблюдается рост периода ДС, а намагниченность следует за его колебаниями. При увеличении же частоты внешнего поля, из-за инерционности ДГ., появляется рассогласование колебаний относительной намагниченности пленки и величины и направленности этого поля. При более высоких частотах поля происходит как увеличение, так и уменьшение периода ДС., оба эти эффекта как бы накладываются друг на друга. Показано, таким образоМ., что дробление ДС является общединамическим эффектом нелинейных колебаний ДГ магнитных структур со свободным периодом.

РАЗВИТИЕ ПОР И МИГРАЦИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СПЛАВОВ A1-4%CU И A1-2%CU

БРЮХОВЕЦКИЙ В.В., КУЗНЕЦОВА Р.И., ПОЙДА В.П.

Изучены особенности процессов миграции границ зерен и развития зернограничной пористости в ходе сверхпластической деформации крупнозернистых сплавов Al-4%Cu и Al-2%Cu. Установлено, что в этих материалах для осуществления сверхпластической деформации необходимы активизация границ зереН., проявляющаяся в процессах их миграциИ., а также наличие и участие зернограничных пор в деформационном процессе. Предложена возможная модель активизации границ зерен в процессе высокотемпературной сверхпластической деформациИ., предполагающая появление локальных подплавов на границах зерен.

РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ В МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИИ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ В СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

МАРЧЕНКОВ В.В., ДЯКИНА В.П., ВЕБЕР X.В.

В интервале температур 4.2-50 К и в магнитном поле 15 Тл измерено поперечное магнитосопротивление рхх монокристаллов вольфрама с отношением сопротивлений р293К/р42К ~ 70000 в зависимости от температуры, толщины образцов и кристаллографического типа поверхностей, ограняющих образец. Проанализировано влияние размерного эффекта на магнитопроводимость схх в условиях статического скин-эффекта и получены линейные зависимости cxx от обратного поперечного размера образца d-1. Показано, что это обстоятельство может быть использовано для разделения поверхностного и обьемного вкладов в магнитопроводимость чистых металлоВ., а также для определения коэффициента зеркальности отражения q электронов проводимости от металлической поверхности.

СИНТЕЗ МОНОАЛЮМИНИДОВ НИКЕЛЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОМ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ СПЛАВЛЕНИИ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ

ПОРТНОЙ В.К., БЛИНОВ А.М., ТОМИЛИН И.А., КУЛИК Т.

Методами рентгенографического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии изучены твердофазные превращения при механическом сплавлении (МС) смесей порошков -Ni45Ai50Ti5, Ni50Al45Ti5 и Ni47.5Al47.5ТІ5 для получения моноалюминидов никеля NiAl(Ti). Показано, что МС проходит через образование пересыщенных твердых растворов Al(Ni) и Ni(Al), а также формирование фаз Al3NI., Ni2AlTI., которые выявляются при низкотемпературном нагреве после промежуточных стадий МС. На основании сравнения экспериментальных периодов решеток и отношений интегральных интенсивностей сверхструктурных и структурных линий с расчетными результатами, полученными для различных моделей размещения атомов по подрешеткам, установлено, что при МС атомы титана размещаются в той подрешетке, дефицит атомов которой заложен в исходном составе. В случае, если титан добавляется сверх стехиометрического состава исходной смесИ., то он предпочтительно размещается в алюминиевой подрешетке. Размещение атомов титана по подрешеткам интерметаллида NiAl после МС сохраняется при нагреве до 720°С.

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ RMN2Х2 (R = Y, LA, SM; X = SI, GE) В ОБЛАСТИ ПЕРЕХОДА В МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ПОДГОРНЫХ С.М., КАЗАНЦЕВ В.А., ГЕРАСИМОВ Е.Г.

Исследовано тепловое расширение соединений RMn2X2 (R = Y, La, Sm; X = Si, Ge) в интервале температур 300-600 К на кварцевом дилатометре. Показано, что в соединениях с понижением температуры происходят магнитные фазовые переходы из парамагнитного состояния в различные антиферромагнитные состояния со значительными магнитообьемными аномалиями в точке Нееля. Магнитный вклад в коэффициент теплового расширения вдоль оси антиферромагнетизма является положительным для межплоскостных антиферромагнетиков и отрицательным для плоскостных антиферромагнетикоВ., что и определяет поведение обьемного коэффициента теплового расширения.

УПРУГИЕ ВОЛНЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

РИНКЕВИЧ А.Б., СТЕПАНОВА H.Н., РОДИОНОВ Д.П., САЗОНОВА В.А.

Исследованы упругие свойства монокристальных образцов ряда жаропрочных никелевых сплавов, различающихся обьемной долей упрочняющей γ'-фазы, в том числе сплава Ni3Al, легированного ниобием. Измерены скорости упругих волн и коэффициенты затухания. Рассчитаны компоненты тензора модулей упругости и вычислены значения температуры Дебая. Определены значения фактора упругой анизотропии сплавов.

ЭВОЛЮЦИЯ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КЛАСТЕРОВ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ С ГЦК-РЕШЕТКОЙ

ГОРНОСТЫРЕВ Ю.Н., КАРЬКИН И.Н., КАЦНЕЛЬСОН М.И., ТРЕФИЛОВ А.В.

Структура малых атомных кластеров в зависимости от температуры при нагреве и охлаждении в ряду металлов с одним и тем же типом кристаллической решеткой (Al, Au, Cu, Ni и Pb) исследована методом молекулярной динамики с использованием реалистических потенциалов межатомного взаимодействия. Продемонстрировано, что особенности межатомного взаимодействия в конкретных металлах, наряду с кинетическими факторами играют определяющую роль в формировании структуры малых кластеров. В частности, для Al, Au, Pb различные морфологические типы кластеров (икосаэдрический, политетраэдрический, аморфный) могут быть реализованы в одном материале при соответствующем выборе траектории нагрева и охлаждения. В то же время в кластерах Ni и Cu икосаэдрическая структура обладает особой устойчивостью: она сохраняется при нагреве вплоть до температуры плавления и восстанавливается при охлаждении. Для кластеров Al политетраэдрические структуры основного состояния сосуществуют с икосаэдрической, а для кластеров Au наинизшей энергией обладает аморфное состояние. Проанализирована взаимосвязь между особенностями межатомных взаимодействий и структурой металлических кластеров.