Физика металлов и металловедение

АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ УПАКОВКИ В ЦЕМЕНТИТЕ. ПЛОСКОСТИ, СОДЕРЖАЩИЕ ВЕКТОР [010]

КАРЬКИНА Л.Е., КАРЬКИН И.Н.

Методом молекулярной динамики изучены -поверхности в (103), (101), (102), (201) и (301) плоскостях, содержащих вектор Бюргерса [010] полной дислокации в цементите. Выявлены векторы сдвига, отвечающие стабильным дефектам упаковки, определена энергия этих ДУ. Оценена энергия нестабильных дефектов упаковки, характеризующих склонность материала к пластической релаксации. Предложены реакции расщепления дислокации [010] на две частичные в плоскостях (101) и (103). Установлено, что плоскости (103) характеризуются большим числом локальных минимумов с низкой энергией.

АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ УПАКОВКИ В ЦЕМЕНТИТЕ. ПЛОСКОСТИ, СОДЕРЖАЩИЕ ВЕКТОР [100]

КАРЬКИНА Л.Е., КАРЬКИН И.Н., ЗУБКОВА Т.А.

Методом молекулярной динамики изучены -поверхности в плоскостях цементита, содержащих вектор Бюргерса [100]. Выявлены векторы сдвига, отвечающие стабильным дефектам упаковки, определена энергия этих ДУ. Оценена энергия нестабильных ДУ, характеризующих склонность материала к пластической релаксации. Установлено, что во всех изученных плоскостях, кроме плоскости (013), дислокации с вектором Бюргерса [100] являются не расщепленными. Выявлены плоскости, наиболее вероятные для скольжения этих дислокаций. Обсуждается возможность распространения дефектов упаковки в изученных плоскостях, предложены реакции расщепления полных дислокаций с вектором Бюргерса [100] в плоскости (013).

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИМПУЛЬСНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ НА ТВЕРДОСТЬ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ЗАЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ

ВОРОБЬЕВ Р.А., ДУБИНСКИЙ В.Н.

На модельных образцах закаленной инструментальной стали У10А (стали W1-1.0C по AISI/SAE) показана возможность подбора режимов магнитно-импульсного воздействия, которые обеспечивают одновременное повышение твердости (по Виккерсу) и сопротивления разрушению (нагрузки появления трещины от отпечатка), что должно обеспечивать повышение вязкости стали и стойкости изготовленного из нее инструмента.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРОКАТАННЫХ МОНО- И ПОЛИКРИСТАЛЛОВ ЦИРКОНИЯ И СПЛАВА ZR–1% NB

ИСАЕНКОВА М.Г., ПЕРЛОВИЧ Ю.А., ФЕСЕНКО В.А., КРЫМСКАЯ О.А., КРАПИВКА Н.А., СОЕ САН ТХУ

Анализируются особенности процессов рекристаллизации в прокатанных моно- и поликристаллах циркония и сплава Zr–1% Nb. Для оценки кристаллографической текстуры и структурного состояния исследованных материалов использованы дифрактометрические рентгеновские методы. Обнаружено, что области матрицы -Zr, деформированные с преобладающим участием двойникования, характеризуются пониженной склонностью к рекристаллизации. На основе установленных закономерностей изменений текстуры выявлены механизмы рекристаллизации, действующие в деформированной матрице -Zr. Ориентация рекристаллизованных зерен -Zr соответствует “склонам” максимумов текстуры деформации, где уровень искаженности кристаллической решетки максимален, а образующиеся в этих областях зародыши рекристаллизации могут в процессе своего роста сопровождаться 30° поворотом матрицы относительно ее базисной нормали. Показано, что поворот деформированной матрицы при рекристаллизационном отжиге образцов на 30° вокруг их базисной нормали происходит только в случае преимущественного участия призматического скольжения в процессе деформации, а также при достаточно медленном нагреве образцов и при отсутствии в текстуре -Zr дополнительных компонент.

ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ НАБОРА ДОЗЫ ИОНОВ АЗОТА И АРГОНА

ВОРОБЬЁВ В.Л., БЫКОВ П.В., БАЯНКИН В.Я., ШУШКОВ А.А., ВАХРУШЕВ А.В.

Исследовано влияние импульсного облучения ионами аргона и азота на изменение механических свойств, морфологии поверхности и структуры поверхностных слоев углеродистой стали Ст3 (Fe – основа, C – 0.2%, Mn – 0.4%, и Si – 0.15%) в зависимости от скорости набора дозы (при средних плотностях ионного тока 10, 20 и 40 мкА/см2). Выявлено увеличение циклической долговечности и микротвердости поверхностных слоев во всем исследованном диапазоне скоростей набора доз, что может быть обусловлено упрочнением поверхностных слоев вследствие генерации радиационных дефектов, а также радиационно-динамическим воздействием ускоренных ионов. Наибольшее число циклов до разрушения выдерживает образец, облученный ионами аргона с наименьшей из выбранных скоростью набора дозы jср = 10 мкА/см2.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ В СЛОИСТОЙ СИСТЕМЕ BE–FE–BE, ПОДВЕРГНУТОЙ ИОННОМУ ОБЛУЧЕНИЮ И ПОСЛЕДУЮЩИМ ИЗОХРОННЫМ ОТЖИГАМ

ОЗЕРНОЙ А.Н., ВЕРЕЩАК М.Ф., МАНАКОВА И.А., КАДЫРЖАНОВ К.К., РУСАКОВ В.С.

Методами мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe проведены исследования структурно-фазового состояния трехслойной системы Be–Fe–Be после облучения ионами гелия и криптона и последующих изохронных отжигов. Перед облучением образцы представляли собой стабильную до температуры 650°C слоистую систему, в объеме которой находился преимущественно твердый раствор -Fe(Be), а в приповерхностных слоях с обеих сторон преобладал интерметаллид FeBe2 + . При облучении исследуемых материалов в зоне воздействия пучка частиц независимо от типа ионов наблюдалось локальное обогащение материала атомами бериллия, которое приводило к переходу существенной части атомов железа в приповерхностном слое из магнитоупорядоченного в парамагнитное состояние. Степень перехода зависела от дозы облучения. Пострадиационные изохронные отжиги практически полностью восстановили доимплантационную локальную концентрацию компонентов и структуру облученного приповерхностного слоя. Представленные в работе данные могут быть использованы при прогнозировании влияния газовых выделений на радиационные эффекты в конструкционных материалах атомных и термоядерных установок.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БОРА

ЧУРЮМОВ А.Ю., ХОМУТОВ М.Г., ЦАРЬКОВ А.А., ПОЗДНЯКОВ А.В., СОЛОНИН А.Н., ЕФИМОВ В.М., МУХАНОВ Е.Л.

В связи с высокой стоимостью коррозионно-стойких сталей необходимым условием их производства является снижение брака на всех этапах передела, в том числе и при горячей обработке давлением, путем оптимизации технологических параметров. В работе проведено исследование механических свойств коррозионно-стойкой стали с высоким содержанием бора при повышенных температурах. С использованием комплекса физического моделирования термомеханических процессов показано, что оптимальным температурным диапазоном горячей пластической деформации сжатием является интервал 950–1100°С. Построена математическая модель связи напряжения течения с технологическими параметрами горячей пластической деформации. В процессе деформации в интервале температур 850–1150°С бориды располагаются перпендикулярно оси сжатия, при этом при высоких температурах происходит сфероидизация диборида титана, приводящая его к более компактному виду.

МИКРОСТРУКТУРА YBA2CU3O6.8 ПОСЛЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОТЖИГА И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

КУЗНЕЦОВА Е.И., КРИНИЦИНА Т.П., БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А., РОМАНОВ Е.П.

Методами просвечивающей электронной микроскопии и EBSD исследована микроструктура YBa2Cu3O6.8, образующаяся в ходе низкотемпературной обработки во влажной атмосфере, а также после восстановительного отжига при t = 930°C. Показано, что образующиеся после отжига при t =200°C структурные дефекты сохраняются после непродолжительного отжига при t = 930°C и могут служить центрами пиннинга, способствующими улучшению критических характеристик материала. При восстановлении первоначальной структуры имеет место рекристаллизация материала.

ПРИМЕНЕНИЕ ЯДЕРНОЙ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСОМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НАНОПОРОШКОВОГО МАГНЕТИТА В ВОДНОЙ СРЕДЕ

МЕДВЕДЕВА И.В., ЖАКОВ С.В., РЕВВО А.В., БЫЗОВ И.В., БАХТЕЕВА Ю.А., УЙМИН М.А., ЕРМАКОВ А.Е., МЫСИК А.А.

Предлагается использовать эффект уменьшения времени поперечной ЯМР-релаксации Т2 сигнала протонов воды в присутствии магнитных частиц для количественной оценки концентрации нанопорошка магнетита Fe3O4 в воде. Получена градуировочная зависимость релаксивности Т от концентрации железа для модельных суспензий наночастиц магнетита с размерами вблизи 20 нм в интервале концентраций 0.15–70 мг/л. Для сравнения исследованы концентрационные зависимости Т водных растворов солей Fe(NO3)3 · 9H2O, Fe2SO4 · 7Н2O, Ni(NO3)3 · 9H2O, Cr(NO3)3 · 9H2O, CuSO4 · 5H2O, которые коррелируют с изменением значений парамагнитной восприимчивости.

РЕЗОНАНСНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЛЕНТ, ПОДВЕРГНУТЫХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМУ ОТЖИГУ

ЛЕНЬКОВ С.В., ФЕДОРОВА Н.В.

Рассмотрены установившиеся и затухающие колебания s0-моды Лэмба в вязкоупругой аморфной ферромагнитной ленте, возбуждаемые при электромагнитно-акустическом (ЭМА) преобразовании. Предложена резонансная методика, использующая двойное ЭМА-преобразование, для измерения модуля упругости E и внутреннего трения в аморфных ферромагнитных лентах. Исследовано влияние низкотемпературного изохронного отжига на полевые зависимости модуля Юнга и внутреннего трения сплавов Fe80Si10B10 и Fe73.7Cu1.0Nb3.2Si12.7B9.4.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗОРИЕНТАЦИИ И ТЕКСТУРНАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ В ТЕХНИЧЕСКОМ СПЛАВЕ FE–3% SI

РУСАКОВ Г.М., ЛОБАНОВ М.Л., РЕДИКУЛЬЦЕВ А.А., БЕЛЯЕВСКИХ А.С.

Показано, что при прокатке монокристалла Fe–3% Si с ориентировкой (110)[001] c различными степенями деформации, между элементами мезоструктуры (деформационные двойники, деформационные полосы, полосы сдвига) формируются специальные разориентации: , , 11, 19, 27, 29b, 33. В процессе деформации данные разориентации сохраняются, разориентация частично трансформируется в близкие к ней: 17b, 43c. Зародыши первичной рекристаллизации c ориентировками близкими к (110)[001], формирующиеся на двойниках, в переходных полосах и полосах сдвига, сохраняют с деформированной матрицей участки специальных границ, соответствующих специальным разориентациям возникшим при деформации. Полученные экспериментальные данные позволяют провести прямую аналогию между процессами фазовых и структурных превращений. Для фазовых превращений характерно наличие ориентационной связи между кристаллическими решетками исходной и образовавшейся фаз, которая выражается в параллельности плотноупакованных плоскостей и направлений. В случае структурных превращений роль ориентационных соотношений выполняют специальные разориентации.

СТРУКТУРА И ТЕКСТУРА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ ВЫСОКОЧИСТОГО НИОБИЯ

КОЛОСОВ В.Н., ШЕВЫРЁВ А.А.

Исследованы формы проявления эпитаксиального роста электролитических сверхпроводящих покрытий высокочистого ниобия на подложках из ниобия, молибдена и вольфрама. Изучена динамика изменения структуры и текстуры покрытий в зависимости от способа обработки подложки, катодной плотности тока и толщины осаждаемого слоя ниобия.

ТЕРМОДИНАМИКА ГЕЛИКОИДАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ В СПИН-ВОЛНОВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ

БОРИЧ М.А., СМАГИН В.В., ТАНКЕЕВ А.П.

Исследованы особенности теплоемкости, намагниченности и магнитной восприимчивости кирального магнетика, обусловленные магнонным вкладом. Показано, что локальные теплоемкость и намагниченность являются функциями координаты, и их поведение зависит от величины приложенного магнитного поля. Исследованы температурные зависимости этих величин. Сравниваются результаты приближенных аналитических и численных расчетов.