Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ

КАЙБЫШЕВ О.А., ДУДОВА Н.Р., ВАЛИТОВ В.А.

На сплаве Х20Н80 рассмотрены особенности трансформации крупнозернистой структуры в нанокристаллическую в процессе интенсивной пластической деформации кручением под квазигидростатическим давлением 6 ГПа при комнатной температуре. Методами электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и измерения микротвердости исследовано влияние интенсивной пластической деформации (ИПД) на структуру и свойства сплава. Показано, что полученная нанокри-сталлическая структура является неравновесной и сохраняет термическую стабильность до температуры нагрева не выше 500°C.

ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОВЕСНОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ПАРООБРАЗНОГО СОСТОЯНИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА ПЛЁНОК FE-MG

БАШЕВ В.Ф., БЕЛЕЦКАЯ О.Е., БАЛЮК З.В., РЯБЦЕВ С.И.

Представлены результаты по ионно-плазменному распылению наборных мишеней системы Fe-Mg. В свеженапыленных исходных пленках зафиксировано образование метастабильных фаз: микрокристаллической с размерами когерентных областей рассеяния L ~ 5-6 нм и фазы Fe50Mg50 со структурой типа α-W (a = 0.3992 нм). Распад метастабильных фаз сопровождается образованием в конечной структуре пленок смеси равновесных фаз. Установлено, что наиболее высокие значения коэрцитивной силы фиксируются при наличии в пленке смеси фаз: α-Fe + MgO.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РОСТА НА СТРУКТУРУ МЕЖСЛОЙНЫХ ГРАНИЦ СВЕРХРЕШЕТОК FE/CR

БАГРЕЦ Н.В., КРАВЦОВ Е.А., МИЛЯЕВ М.А., РОМАШЕВ Л.Н., СЕМЕРИКОВ А.В., УСТИНОВ В.В.

Методом рентгеновской рефлектометрии исследовано влияние температуры роста на структуру межслойных границ в сверхрешетках (100)Fe/Cr, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках из монокристаллического Al2O3. Предложена новая методика обработки рефлектометрических данных, учитывающая влияние приборных эффектов. Установлено, что эпитаксиальный рост сверхрешеток с совершенной микроструктурой возможен лишь в узком интервале температур (140-200)°C и отклонение температуры роста от этого интервала резко ухудшает качество межслойных границ. Показано, что среднеквадратичная шероховатость границ Cr/Fe даже при оптимальной температуре роста больше шероховатости границ Fe/Cr.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМАГНИТНЫХ ОБРАБОТОК СЕРДЕЧНИКОВ ИЗ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА FE73,5CU1NB3SI13,5B9 НА ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СКВАЖИННОГО МАГНИТОМЕТРА-ИНКЛИНОМЕТРА

АСТРАХАНЦЕВ Ю.Г., ШЕРЕНДО Т.А., КОРЗУНИН Г.С., ЛАВРЕНТЬЕВ А.Г., ПОТАПОВ А.П., ШУЛИКА В.В.

Исследовано влияние различных видов термомагнитных обработок сердечников феррозондов из нанокристаллического сплава Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 на характеристики первичных преобразователей скважинного магнитометра. Показано, что для снижения порога чувствительности магнитометра оптимальной является термомагнитная обработка в высокочастотном магнитном поле, для улучшения эксплуатационных характеристик магнитометра - термомагнитная обработка в постоянном магнитном поле.

МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И АНОМАЛИИ ЗАВИСИМОСТИ ХОЛЛА-ПЕТЧА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ПОЗДНЯКОВ В.А.

Цель обзора - представить общую картину результатов исследований механизмов пластической деформации и зависимости предела текучести от размера зерна нанокристаллических материалов. Принципиальное значение при этом имеет выяснение связи между процессами пластического течения нанокристаллических и обычных поликристаллических материалов. Дается обзор и анализ предложенных в литературе структурных механизмов, физических и математических моделей начальной стадии пластической деформации и возможных причин аномалий зависимости Холла-Петча для микротвердости и предела текучести нанокристаллических материалов.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИЕ СПЛАВЫ

РУСАНЕНКО В.В., ЕДНЕРАЛ А.Ф.

Мартенситно-стареющие (MC) сплавы отличаются многообразием гетерофазной структуры, в которой сочетаются различные типы мартенситА., аустенитА., дисперсных выделений интерметаллидов и фаз внедрения. Она формируется в результате протекания многостадийных фазовых превращений, управляемых законами термодинамики и принципом кристаллоструктурного соответствия. На основе изучения закономерностей этих процессов и их влияния на структуру найдены способы варьирования физико-механических свойств в широких пределах и разработаны новые типы многофункциональных мартенситно-стареющих сплавов, в которых высокая прочность сочетается с регулируемыми физическими характеристиками. Разработана промышленная технология производства новых MC сплавов. Изделия из них прошли испытания и внедрены в машиностроении. Приведены примеры применения в авиационнокосмической технике и приборостроении.

ОБЛАСТИ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ, ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ ВБЛИЗИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗДЕЛА В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ. V. ЭНТАЛЬПИИ АКТИВАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВАКАНСИЙ ВНЕ ЯДРА ОБЛАСТЕЙ СОПРЯЖЕНИЯ КРИСТАЛЛИТОВ В ПОЛИКРИСТАЛЛАХ ТА., W, PT И PD

КЛОЦМАН С.М., КАЙГОРОДОВ В.И., КУРКИН М.И., ЕРМАКОВ А.В., РУДЕНКО В.К.

Энтальпии ( Qfvac )hcpdr активации образования (?) вакансий (vac) в областях высокой концентрации точечных дефектов (ОВКТД), которые примыкают к ядру областей сопряжения кристаллитов, впервые экспериментально определены в поликристаллических Pd, Ta, W и Pt. Для определений энf тальпий ( Qfvac )hcpdr использованы аррениусовские зависимости вакансионных вкладов ?vac в изомерные сдвиги ? соответствующих компонент спектров ЯГР резонансного излучения атомных зон57 ff дов 57Co. Величины энтальпий ( Qvac )hcpdr, как и энтальпии ( Qvac )vol образования вакансий в обьеме этих металлов, линейно зависят от универсальной гомологической температуры V2 = 0.2Tm + f + 0.89D, где Tm - точка плавления, ?D - температура Дебая матрицы. Энтальпии ( Qvac )HCPDR образования вакансий в ОВКТД поликристаллических Pd, Ta, W и Pt близки к известным расчетным наименьшим значениям энтальпий активации образования вакансий в специальных границах зерен в Al, Cu и Mo.

О ПАРАМЕТРАХ РЕШЕТКИ В19'-МАРТЕНСИТА В БИНАРНЫХ СПЛАВАХ TI-NI С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ

ПРОКОШКИН С.Д., БРАИЛОВСКИЙ В., ТЮРЕНН С., ХМЕЛЕВСКАЯ И.Ю., КОРОТИЦКИЙ А.В., ТРУБИЦЫНА И.Б.

Методом рентгеновской дифрактометрии исследовали концентрационные, температурные и деформационные зависимости параметров решетки В19'-мартенсита (ПРМ) в бинарных сплавах Ті-(47.0-50.7)ат. % Ni. Концентрационные зависимости ПРМ существуют в заэквиатомной области концентраций никеля. Температурные зависимости ПРМ примерно одинаковы для всех исследованных сплавов. Образование мартенсита из аустенитА., содержащего развитую дислокационную структуру, в сплаве Ті-50.0 ат. % Ni, и из состаренного аустенита в сплаве Ті-50.7 ат. % Ni приводит к изменению ПРМ. Изменение ПРМ не связано с переходом от схемы превращения B2 → В19' к схеме B2 →R → B19'. Деформационная переориентация мартенсита или его пластическая деформация с обжатием до 25% не приводит к изменению ПРМ.

О ТЕКСТУРЕ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ В19'-МАРТЕНСИТА В МОНОКРИСТАЛЛЕ НИКЕЛИДА ТИТАНА

ГУНДЫРЕВ В.М., ЗЕЛЬДОВИЧ В.И.

Исследована текстура 519'-мартенсита, образовавшегося при охлаждении в монокристалле 52-фазы сплава Ti-51 ат. % Ni. Для этой цели определены положения плоскостей (002), ( 111 ), (020) и (111) 519'-мартенсита, "происходящих" из плоскости (110) 52-фазы, относительно этой плоскости. Установлено, что полученные результаты можно описать на основе принятой моноклинной кристаллической структуры 519'-мартенсита и ранее установленных ориентационных соотношений. Однако наблюдается небольшое отклонение от параллельности плоскостей (020)519' и (110)52. При превращении монокристалла 52-фазы в 519'-мартенсит в процессе охлаждения в облучаемом обьеме 1.5 x 3 x 0.01 мм реализуется не менее 12 кристаллографически эквивалентных ориентаций мартенситных кристаллов. Реализация различных ориентаций мартенсита практически равновероятна. Большие самоаккомодационные группы кристаллов, имеющие ограниченное число ориентировок, не возникают. Показано, что при мартенситном превращении в процессе охлаждения образуются мартенситные фазы R и 519'. 519'-мартенсит имеет набор углов моноклинности от 90 до 96.8°.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОЛНЫ В КВАЗИКРИСТАЛЛАХ

ХАННАНОВ Ш.X.

На основе уравнений динамики упругих и фазонных полей теоретически исследовано распространение поверхностных волн (ПВ) в квазикристаллах. Для нахождения решения задачи используется процедура последовательных приближений. При этом фазовая скорость и коэффициент затухания ПВ со временем определяются решениями в нулевом и первом приближении соответственно. Показано, что затухание ПВ, связанное с фазонными деформациями, носит анизотропный характер.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАСТАБИЛЬНЫХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК СПЛАВА NI-FE-C, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНО-ПЛАЗМЕННОГО ИСПАРЕНИЯ (ИПИ)

ИСХАКОВ Р.С., ПРОКОФЬЕВ Д.Е., ЖИГАЛОВ В.С.

Приводятся результаты исследования структурных и фазовых превращений в пленках нанокристаллических метастабильных сплавов Ni-Fe-C. Анализ закономерностей переходов проводился на основе данных, полученных из прямых структурных измерений, а также измерений статических и динамических магнитных свойств. На основе косвенных магнитных измерений показано, что атомы углерода содержатся в решетке Ni-Fe в виде твердого растворА., соответственно уменьшая магнитный момент и экранируя обменное взаимодействие спинов d-металлов. Высокое содержание углерода (~20 ат. %) является следствием особенностей технологии ИПИ. Еще одной особенностью исследуемых сплавов является повышенное содержание атомов углерода в межзеренных границах, что проявляется в отсутствии обменных корреляций между нанокристаллитами в этих пленках.

СТРУКТУРА И УДЕЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ CO-W

ВНУКОВА Т.Д., ВОРОНИНА Η.Ф., ЗАЙЦЕВА Н.В., ОМЕЛЬЯНЕНКО В.В., ШМАТКО О.А.

Методами рентгеноструктурного анализа и гидростатического взвешивания исследованы сплавы кобальта с вольфрамом во всем интервале твердых растворов и соединение Co3W, являющееся фазой выделения при старении этих сплавов. Предложена схема элементарной ячейки Co3W. Приведены результаты исследования кинетики разупорядочения этого сверхструктурного соединения. Получены линейные зависимости их атомного обьема (для ГПУ- и ГЦК-структур) от содержания вольфрама. Установлено, что зависимость удельной плотности δ исследованных сплавов от содержания вольфрамА., определенная из рентгеновских данных, линейна в интервале концентраций вплоть до 25.0 ат. % (50.97 мас.) W. Значения δ, полученные гидростатическим взвешиваниеМ., оказываются несколько ниже - определенных рентгеновски.

СТРУКТУРА, СВЕРХТОНКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА A-FEB

ЦУРИН В.А., ТУРХАН Ю.Э., КАЗАНЦЕВ В.А., ФЕДОРЕНКО В.В., НОВИКОВ С.И., БАРИНОВ В.А., СУРИКОВ В.Т., ДОРОФЕЕВ Г.А.

Методами рентгеновской дифракциИ., мессбауэровской спектроскопии и магнитных измерений исследованы свойства метастабильной α-модификации FeB, полученной путем механосинтеза порошков Fe и B. Подтверждено наличие у соединения структуры типа (CrB) c параметрами ортором-бической ячейки: a = 0.248; b = 0.7579 и c = 0.2972 нм. Уточнены параметры сверхтонких взаимодействий: Hhf = 10.19 Тл; IS = 0.312 и QS = 0.149 мм с-1. Установлено, что температура Кюри Тс для низкотемпературной модификации FeB составляет 550 ± 5 К при величине спонтанной намагниченности σ0(4.2 К) = 89.4 Ам2 кг-1. Предполагается, что одним из основных факторов, определяющим устойчивость структуры в системе Fe-B в широком интервале температур, является отклонение состава α-фазы от эквиатомного в пределах FeB104-1.10.

СУПЕРПАРАМАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ В ФЕРРОМАГНИТНОЙ ГРАНУЛЕ С ВНУТРИГРАНУЛЬНЫМ АНИЗОТРОПНЫМ ОБМЕННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

МЕДВЕДЕВ М.В.

Исследованы особенности суперпарамагнитного упорядочения в наночастице с ферромагнитным анизотропным обменным взаимодействием одноосного типа. Показано, что анизотропия обменного взаимодействия приводит к появлению анизотропии флуктуирующей намагниченности в суперпарамагнитном состоянии и к возникновению разных фаз суперпарамагнитного упорядочения и магнитных переходов между ними. Изучено влияние ориентации внешнего магнитного поля относительно оси анизотропии на температуры перехода из парамагнитного состояния в суперпарамагнитное, на поведение начальной магнитной восприимчивости при высоких температурах, а также найдены зависимости температуры блокировки магнитного момента наночастицы от ее характеристических параметров в случае обменной анизотропии типа "легкая ось".

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОЛН СПИНОВОЙ ПЛОТНОСТИ В ХРОМЕ

УСТИНОВ В.В., КУРКИН М.И.

Предложен термодинамический потенциал для описания линейно поляризованных волн спиновой плотности (SDW), у которых в спектре волновых векторов отсутствуют кратные гармоники. Этот потенциал зависит от двух параметров порядка: компоненты вектора антиферромагнетизма в направлении поляризации и амплитуды волны зарядовой плотности (CDW). Характеристики потенциала подобраны так, что их магнитная часть определяет величины параметров порядка и температуру перехода, а зарядовая часть - волновые векторы волн зарядовой и спиновой плотности. Величина волнового вектора зарядовой волны получилась вдвое больше, чем спиновой, что соответствует экспериментальным данным для чистого хрома.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОНОВ И ФОНОНОВ НЕУПОРЯДОЧЕННОГО КРИСТАЛЛА

РЕПЕЦКИЙ С.П., ШАТНИЙ Т.Д.

С учетом электрон-фононного и электрон-электронного взаимодействий получено кластерное разложение для термодинамического потенциала неупорядоченного кристалла. За нулевое одноузельное приближение в этом методе кластерного разложения выбрано приближение когерентного потенциала. Электронные состояния системы описаны в многозонной модели сильной связи. На примере сплава Fe0.5Co0.5 показана возможность применения полученных результатов для описания влияния сильных электронных корреляций на электронную структуру и свойства сплавов переходных металлов. Показано, что учет электрон-фононного взаимодействия приводит к эффектам "замытия" квазищели в электронном спектре упорядочивающегося сплава. Рассчитанные значения температуры перехода порядок-беспорядок и температуры Кюри находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Результаты данной работы указывают на возможные пути обобщения известной в теории магнетизма однозонной модели Хаббарда для описания влияния сильных электронных корреляций на электронную структуру и свойства неупорядоченных сплавов переходных металлов с узкими энергетическими зонами.