Физика металлов и металловедение

ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИФФУЗИОННОГО РАСПАДА И ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ДИФФУЗИИ В СТАЛЯХ И ЦВЕТНЫХ СПЛАВАХ

КАПУТКИН Д.Е.

Из анализа температурных зависимостей изменения разности свободных энергий Гиббса образующихся и исходной фаз при диффузионных фазовых превращениях и коэффициента диффузии в сталях и цветных сплавах получено соотношение между энергией активации диффузии Q, температурой минимальной устойчивости переохлажденного твердого раствора 7"т и температурой сольвуса или эвтектоидного превращения Т0: Q = 2RT2 To - Tm Проанализировано, какая именно диффузия (зернограничная или объемная, элемента внедрения или замещения) является контролирующей при перлитном распаде углеродистых и легированных сталей, выделении σ-фазы в высокохромистой стали, старении и перлитоподобном распаде в некоторых сплавах на основе алюминия и меди.

ВЛИЯНИЕ СВЕРХБЫСТРОЙ ЗАКАЛКИ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА NI54МN21GА25

ПУШИН В.Г., КОУРОВ Н.И., КОРОЛЕВ А.В., КАЗАНЦЕВ В.А., ЮРЧЕНКО Л.И., КОЛЕДОВ В.В., ШАВРОВ В.Г., ХОВАЙЛО В.В.

Проведен сравнительный анализ результатов измерений электросопротивления, термоэдс, магни-тосопротивления, теплового расширения и магнитных свойств исходного литого и быстрозакален-ного из расплава ферромагнитных сплавов Ni2.16Мn0.84Ga с эффектом памяти формы. Полученные данные сопоставлены с результатами исследований микроструктуры, фазового состава и мартенситных превращений, проведенных методами просвечивающей электронной микроскопии и рент-генодифрактометрии in situ.

ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ СТРУКТУР С РАЗНОМАСШТАБНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

ШТРЕМЕЛЪ М.А.

Из решений задачи о поле трещины в упругопластическом материале с упрочнением получено описание влияния включений на вязкость разрушения К1с, учитывающее распределение размеров включений и прочность их сцепления с матрицей. Сопоставление с испытаниями [21] показывает, что в высокоотпущенной стали диапазон "эффективно действующих" сульфидов начинается от размера 4-6 мкм.

МАГНИТОУПРУГАЯ СВЯЗЬ В МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРОВОЛОКАХ

ГАВРИЛЮК A.А., ГАВРИЛЮК А.В., МОХОВИКОВ А.Ю., ГАВРИЛЮК Б.В., КОВАЛЕВА Н.П.

В магнитострикционных ферромагнитных проволоках с неоднородной магнитной структурой реализуется механизм магнитоупругой связи ядра проволоки с ее приповерхностной областью. Показано, что магнитоупругая связь оказывает существенное влияние на ход зависимости модуля упругости ферромагнитной проволоки от величины внешнего магнитного поля. Установлено, что качественный ход зависимости модуля упругости ферромагнитной проволоки от величины внешнего магнитного поля определяется взаимной ориентацией намагниченности в ядре образца и внешнего магнитного поля. Влияние магнитоупругой связи на модуль упругости в магнитном поле тем значительнее, чем больше величина внешних упругих напряжений, прикладываемых к образцу, и чем меньше константа анизотропии приповерхностной области ферромагнитной проволоки.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ 20Г2Р. II. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

ДЕГТЯРЕВ М.В., ВОРОНОВА Л.М., ЧАЩУХИНА Т.И.

Исследована низкотемпературная рекристаллизация субмикрокристаллической структуры, полученной в результате большой пластической деформации в закаленной стали 20Г2Р. Рекристаллизация и выделение карбидных частиц протекают в одном температурном интервале. Началу рекристаллизации предшествует переход из твердого раствора в карбид до 10% углерода, присутствующего в стали. Первичная рекристаллизация завершается до полного выделения карбидов. При этом превращение микрокристаллитов в рекристаллизованные зерна сопровождается увеличением их размеров по кинетике нормального роста. Определено значение кажущейся энергии активации первичной рекристаллизации Q = 165 кДж/моль.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ 20Г2Р. I. ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ДЕГТЯРЕВ М.В., ВОРОНОВА Л.М., ЧАЩУХИНА Т.И.

Исследована эволюция структуры закаленной стали 20Г2Р при деформации сдвигом под давлением. Выявлены три стадии структурообразования: при е < 2.7 - ячеистая дислокационная структура; в интервале степеней деформации е = 2.7-6.5 - смешанная субструктура из ячеек и микрокристаллитов; при е > 6.5 - субмикрокристаллическая структура, образованная только микрокристаллитами. Размеры последних уменьшаются с увеличением степени деформации. При этом разрушается текстура кручения, сформировавшаяся на предыдущих стадиях деформации. На всех стадиях деформации сохраняются границы исходных мартенситных реек. В сравнении с улучшенной сталью это приводит к увеличению степени деформации, соответствующей переходу на стадию субмикрокристаллической структуры.

СВЕРХСТРУКТУРА СМЕЩЕНИЯ В СПЛАВЕ НА ОСНОВЕ НИКЕЛИДА ТИТАНА, ПРЕДШЕСТВУЮЩАЯ МАРТЕНСИТНОМУ ПРЕВРАЩЕНИЮ В2 → В19'

ГРИШКОВ В.Н., ДУБИНИН С.Ф., ЛОТКОВ А.И., ПАРХОМЕНКО В.Д., ПУШИН В.Г., ТЕПЛОУХОВ С.Г.

Проведены исследования методами упругого рассеяния тепловых нейтронов и просвечивающей электронной микроскопии на монокристалле сплава T149N151 перед мартенситным превращением (МП) В2 → В19' (температура начала МП Ms = 200 К). Обнаружено, что при охлаждении ниже 460 К формируются экстрарефлексы, положение которых в обратной решетке В2-фазы соответствует полной нелифшицевской звезде волнового вектора q = 0.225(112). При температурах ниже 430 К возникают экстрарефлексы типа 0.45(110), отвечающие эффектам рассеяния второго порядка. В интервале температур 300-460 К нейтронографически обнаружили обратимое и безгистерезис-ное изменение интенсивностей и положения экстрарефлексов обоих типов. Электронно-микроско-пически данное явление наблюдали вплоть до Ms. Анализ интенсивностей и пространственного распределения экстрарефлексов в обратной решетке В2-фазы дает основания предполагать, что в предпереходной области температур в исследуемом монокристалле формируется предмартенсит-ная сверхструктура смещений с ведущей ролью продольно-поляризованных волн атомных смещений q = 0.225(112). При этом по данным просвечивающей электронной микроскопии предмартен-ситное состояние характеризуется твидовой нанодоменной субструктурой.

СТРУКТУРНОЕ РАЗУПОРЯДОЧЕНИЕ И МАГНЕТИЗМ МАНГАНИТА LA0.8ВА0.2МNO3

ЧУКАЛКИН Ю.Г., ТЕПЛЫХ А.Е., ВОРОНИН В.И., КАРЬКИН А.Е., БЕРГЕР И.Ф., ГОЩИЦКИЙ Б.Н.

Методами нейтронной и рентгеновской дифракций, а также с помощью магнитных измерений изучены структурное и магнитное состояния поликристаллических образцов манганита La0.8Ва0.2МnO3 до и после облучения флюенсом быстрых нейтронов 3 х 1020 см2. Установлено, что облученный манганит является структурно неоднородным и содержит аморфную фазу, частично разупорядоченную кубическую (пространственная группа Рт3т) и исходную ромбоэдрическую (пространственная группа R 3 с) фазы. Наблюдаемое структурное состояние фактически является "замороженным" незавершенным переходом из аморфного в исходное кристаллическое и определяется концентрацией "антиузельных" дефектов в той или иной фазе. Показано, что наблюдаемое радиационно-индуцированное структурное превращение приводит к трансформации исходного коллинеарного ферромагнитного упорядочения (Tc = 275 К) в спин-стекольное (Tf= 35 К). Основной причиной наблюдаемого изменения магнитного состояния является разрушение двойного ферромагнитного обмена и фрустрации отрицательных обменных взаимодействий при структурном разупорядочении.

ТЕОРИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ. III. СПЛАВЫ С ОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ

ГАПОНЦЕВ B.Л., РАЗУМОВ И.К., ГОРНОСТЫРЕВ Ю.Н., ЕРМАКОВ A.Е., КОНДРАТЬЕВ В.В.

В рамках модели регулярных твердых растворов, учитывающей различие диффузионных подвиж-ностей компонент, исследовано влияние потоков неравновесных вакансий на кинетику распада сплава. Показано, что совместное действие термодинамических стимулов распада и обратного эффекта Киркендалла приводит к образованию выделений фаз вблизи источников или стоков вакансий, даже если параметры сплава лежат в области взаимной растворимости компонент. Установлено, что в определенных условиях воздействие вакансионных потоков способно привести к образованию особых пространственно-временных структур (бегущие концентрационные волны). Обсуждаются особенности распада в сплавах при интенсивной пластической деформации, когда границы зерен являются источниками неравновесных вакансий.

ФОРМИРОВАНИЕ АМОРФНОЙ СТРУКТУРЫ В НИКЕЛИДЕ ТИТАНА ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ЗЕЛЬДОВИЧ В.И., ФРОЛОВА Н.Ю., ПИЛЮГИН В.П., ГУНДЫРЕВ В.М., ПАЦЕЛОВ А.М.

Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа исследованы структурные изменения в никелиде титана Ti-50.5 ат. % Ni при деформации сдвигом под давлением. Увеличение степени деформации приводит последовательно к мартенситному превращению, двойни-кованию кристаллов мартенсита, появлению полос переориентации, включению ротационных мод деформации, получению нанокристаллической структуры и, наконец, к аморфизации. Предложена схема формирования аморфной структуры при деформации сплава, построенная на основании наблюдения структурных изменений. Обнаружено, что одним из механизмов пластической деформации сплава может быть обратное мартенситное превращение. Поэтому при увеличении степени деформации возможно протекание сначала прямого, а затем обратного мартенситных превращений.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА БЫСТРОЗАКАЛЕННОГО СПЛАВА NI2.16MN0.84GA С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ

КОУРОВ Н.И., КОРОЛЕВ А.В., ПУШИН В.Г., КОЛЕДОВ В.В., ШАВРОВ B.Г., ХОВАЙЛО В.В.

Проведены исследования кинетических (электросопротивление, магнитосопротивление, термоэдс) и магнитных свойств быстрозакаленного сплава Ni2.16Mn0.84Ga. При мартенситном превращении обнаружена существенная перестройка зонной структуры сплава. Наоборот, в точке Кюри не наблюдается изменений электронного спектра вблизи уровня Ферми. Показано сосуществование ферро-и антиферромагнитного взаимодействий в мартенситной фазе сплава.

ЭПТИЧЕСКИЕ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ FE2CR1-XVXA1

ШРЕДЕР Е.И., СВЯЖИН А.Д., МАХНЕВ А.А., ИГНАТЕНКОВ А.Н., САБИРЗЯНОВА Л.Д., ГАВИКО В.С.

Представлены результаты исследования оптических, электрических и магнитных свойств сплавов Fe2Cr1-xVxAl (x = 0-1). Основное внимание уделено изучению спектральной зависимости действительной ε1 и мнимой ε2 частей диэлектрической проницаемости на участке длин волн λ = (0.25-20) мкм эл-липсометрическим методом. Установлено, что на ИК-частотах отмечается необычно высокий уровень межзонного поглощения и отсутствие участка друдевского подъема на кривых оптической проводимости σ(ω), величина ε1 остается положительной вплоть до границы исследованного интервала. Анализируется корреляция между аномальным поведением оптических характеристик в ИК-диапазоне спектра и проявлением в сплавах отрицательного температурного коэффициента электросопротивления ρ(T). Полученные результаты обсуждаются на основе имеющихся сведений об электронной структуре сплавов Fe2VAl и Fe2CrAl.