Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ TI3NI4 НА МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В МОНОКРИСТАЛЛАХ НИКЕЛИДА ТИТАНА

ПАНЧЕНКО Е.Ю., ЧУМЛЯКОВ Ю.И., КИРЕЕВА И.В., ОВСЯННИКОВ А.В., СЕХИТОГЛУ Х., КАРАМАН И., МАЙЕР Г.

На монокристаллах Ti-(50.3–51.5)ат. % Ni исследовано влияния размера и объемной доли частиц Ti3Ni4 на температуры мартенситных превращений, температурный гистерезис. Старение при T = 673–823 К приводит к немонотонному изменению температур мартенситных превращений и температурного гистерезиса, что связано с изменением концентрации Ni в матрице, упрочнением высокотемпературной фазы, изменением величины генерируемой при мартенситных превращениях упругой и поверхностной энергии и наличием внутренних напряжений, возникающими из-за различия параметров решеток частицы и матрицы. Достижение высокой прочности В2-фазы и большой величины генерируемой при мартенситных превращениях упругой и поверхностной энергии за счет выделения частиц размером d < 40 нм с межчастичным расстоянием < 50 нм приводит к уменьшению температур мартенситного превращения вплоть до полного подавления R-B19 переходов при охлаждении до 77 К. Предложено термодинамическое описание мартенситных превращений в гетерофазных кристаллах и установлена аналогия развития мартенситных превращений в гетерофазных монокристаллах Ti–Ni с наночастицами d = 20–100 нм и однофазных поликристаллах Ti–Ni c размером зерна 50–200 нм.

ВЛИЯНИЕ МАГНЕТИЗМА ПРИМЕСЕЙ НА ИХ ДИФФУЗИЮ В МЕТАЛЛАХ. ОБЪЕМНАЯ ДИФФУЗИЯ ПРИМЕСЕЙ ЖЕЛЕЗА, КОБАЛЬТА И РОДИЯ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ИРИДИЯ

КЛОЦМАН С.М., ТАТАРИНОВА Г.Н.

Коэффициенты и параметры температурных зависимостей коэффициентов объемной диффузии атомных зондов (АЗ) Fe, Co, Rh и Au в монокристаллах Ir (моно-Ir) определены из диффузионных профилей, полученных с помощью вторично-ионного масс-спектрального анализа диффузионных зон. Энтальпии активации диффузии АЗ Fe, Co и Rh значительно ниже энтальпии активации самодиффузии в моно-Ir. Это обусловлено отрицательными вкладами внутри атомной обменной энергии и энергии релаксации окружения d-переходных АЗ в энтальпию взаимодействия магнитно-активных АЗ с вакансиями в решетке Ir. Оценены энергии взаимодействий партнеров в таких комплексах и соотношения между магнитными моментами d-переходных АЗ в комплексах с вакансиями. АЗ Rh в комплексах с вакансиями в Ir обладают устойчивыми магнитными моментами.

ВЛИЯНИЕ ПЛАНАРНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СКОРОСТЬ ДОМЕННОЙ СТЕНКИ В ДВУХСЛОЙНОЙ ОДНООСНОЙ МАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ

РАНДОШКИН В.В., СЫСОЕВ Н.Н., МАСТИН А.А., СКАЧКОВ Д.Г.

Исследовано движение изолированной доменной стенки в двухслойной одноосной магнитной пленке путем решения уравнений Слончевского методом прогонки с учетом поля размагничивания слоев. Перпендикулярно плоскости доменной стенки прикладывали внешнее планарное магнитное поле, напряженность которого варьировали. Рассчитаны статические конфигурации скрученной доменной стенки. На зависимости скорости доменной стенки от магнитного поля, приложенного вдоль нормали к плоскости пленки, обнаружены дополнительные максимумы в области средних полей. Рассчитаны зависимости положения доменной стенки и фазового угла от времени и координаты вдоль нормали к плоскости пленки.

ДРЕЙФ СКРУЧЕННОЙ ДОМЕННОЙ ГРАНИЦЫ В ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО НАМАГНИЧЕННЫХ ПЛЕНКАХ ОДНООСНЫХ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ

ХОДЕНКОВ Г.Е.

Рассматривается дрейфовое движение скрученной доменной границы (СДГ) в сильном магнитном поле, циркулярно поляризованном в плоскости перпендикулярно намагниченной пленки. Скрученность понижает порог режима стационарного продвижения СДГ по скорости и частоте вращающегося поля по сравнению с пространственно одномерным случаем ДГ типа Блоха или Нееля. Определена зависимость границы оптимального с экспериментальной точки зрения наблюдения дрейфа СДГ в режиме стационарного движения от отношения ширины блоховской линии к толщине пленки.

ЗАВИСИМОСТЬ КОЛИЧЕСТВА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ В АМОРФНОМ СПЛАВЕ FE80B20 ОТ ВЕЛИЧИНЫ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

АБРОСИМОВА Г.Е., АРОНИН А.С., ДОБАТКИН С.В., ЗВЕРЬКОВА И.И., МАТВЕЕВ Д.В., РЫБЧЕНКО О.Г.

Методами электронной микроскопии и рентгенографии исследованы условия формирования нанокристаллов в аморфном сплаве Fe80B20 под действием интенсивной пластической деформации (ИПД). Изучена зависимость размера нанокристаллов и доли нанокристаллической фазы, образующейся при кристаллизации аморфного сплава, от величины интенсивной пластической деформации. Показано, что ИПД приводит к нанокристаллизации образцов. Средний размер образующихся нанокристаллов составляет около 6 нм. Формирование нанокристаллов обнаружено только в зонах локализации пластической деформации – зонах сдвига. Эти зоны имеют протяженную форму, их ширина составляет несколько микронов, в них наблюдаются области пониженной плотности материала, а в ряде случаев, даже поры. Размер таких несплошностей составляет 5–50 нм. Обнаружено, что при увеличении степени деформации доля нанокристаллической фазы возрастает. В соответствии с оценками доли фаз, проведенными путем разложения максимумов на дифрактограммах на составляющие, получено, что в образцах, подвергнутых деформации в 15 оборотов, доля нанокристаллов в 9 раз больше, чем в образцах, подвергнутых деформации в 8 оборотов. В то же время средний размер нанокристаллов остается неизменным. Подобное поведение свидетельствует о поэтапном развитии процесса деформации и его делокализации в образце.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛЕНОК YSZ, НАНЕСЕННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО НАПЫЛЕНИЯ НА НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ С СОВЕРШЕННОЙ КУБИЧЕСКОЙ ТЕКСТУРОЙ

СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., АРХИПОВА Н.К., БЛИНОВ И.В., ГЕРВАСЬЕВА И.В., ЛОГИНОВ Б.А., МАТВЕЕВ С.А., ПОПОВ В.В., РОДИОНОВ Д.П., САЗОНОВА В.А.

Методами рентгеноструктурного анализа и атомной силовой микроскопии исследовано влияние состояния подложки – ленты никелевого сплава Ni–11 ат. % Cr и параметров напыления на текстуру и шероховатость поверхности буферного слоя YSZ (двуокиси циркония, стабилизированной иттрием), нанесенного методом электронно-лучевого напыления. Показано, что наличие острой кубической текстуры в ленте никелевого сплава не является достаточным условием получения биаксиальной текстуры в пленке YSZ. Необходимо обеспечить на поверхности никелевой ленты формирование двухмерной (2 ? 2) сверхструктуры серы. В этом случае при низкой скорости напыления (0.005–0.008) нм/с и температуре подложки (700–800)°С удается получить пленку с острой кубической текстурой {100} 100 и поверхностной шероховатостью (10 15) нм.

МАГНЕТИЗМ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА CE2FE17 В КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И АМОРФНОМ СОСТОЯНИЯХ

ЧУКАЛКИН Ю.Г., ТЕПЛЫХ А.Е., КУЧИН А.Г.

Магнитными и нейтрон-дифракционными методами изучено магнитное состояние поликристаллического и аморфного образцов интерметаллида Ce2Fe17. Аморфное состояние получали путем облучения интерметаллида быстрыми нейтронами. Показано, что конкуренция ферро- и антиферромагнитных взаимодействий между ближайшими атомами железа, формирующая магнитное состояние, различным образом проявляется в кристаллическом и аморфном состояниях. В кристаллическом образце, по мере увеличения температуры, коллинеарный ферромагнетик трансформируется в антиферромагнетик. В аморфном интерметаллиде конкуренция приводит к локальным спиновым отклонениям, обусловливая тем самым появление низкотемпературных особенностей магнитных свойств. На основе экспериментальных данных построены фазовые (H–T)-диаграммы магнитного состояния кристаллического и аморфного Ce2Fe17. Показано, что магнитное поле разрушает как антиферромагнитное состояние в кристаллическом Ce2Fe17, так и низкотемпературное смешанное (сочетающее свойства ферромагнетиков и спиновых стекол) магнитное состояние в аморфном Ce2Fe17.

МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ( ) И ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ В СТАРЕЮЩИХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАРГАНЦЕВЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ

САГАРАДЗЕ В.В., ВОРОНИН В.И., ФИЛИППОВ Ю.И., КАЗАНЦЕВ В.А., МУХИН М.Л., БЕЛОЗЕРОВ Е.В., ПЕЧЕРКИНА Н.Л., КАТАЕВА Н.В., ПОПОВ А.Г.

Выяснены изменения структуры, механических свойств, кинетики мартенситных превращений и величины обратимой деформации в дисперсионно-твердеющих высокопрочных сталях с эффектом памяти формы (20Mn–2Si–V с 0.2–1.0% С), упрочняемых в результате карбидного старения, интенсивной теплой деформации и быстрой кристаллизации из расплава.

МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО СПЛАВА TI–45AL–6(NB,MO)–0.2B

ИМАЕВ В.М., ИМАЕВ Р.М., ОЛЕНЕВА Т.И., ХИСМАТУЛЛИН Т.Г.

Исследовалась микроструктура и механические свойства на растяжение интерметаллидного (?-TiAl + + 2-Ti3Al)-сплава Ti–45Al–6(Nb,Mo)–0.2B после различной термической или деформационно-термической обработки. Установлено, что сплав в литом состоянии характеризуется однородной, относительно мелкозернистой структурой как в случае модельного 30-граммового слитка, так и в случае лабораторного слитка 120 ? 180 мм. Литой материал, подвергнутый термической обработке с охлаждением в печи и старением при T = 1100°С, продемонстрировал сравнительно высокие для литых (? + 2)-сплавов прочностные свойства при T = 20–900°С. Показано, что благодаря рациональному выбору сплава облегчается его деформационная обработка, сравнительно легко достигается мелкозернистая структура в результате горячей деформации, достигается сверхпластичное состояние с очень высокими для (? + 2)-сплавами значениями удлинения в интервале температур испытания T = 900–1000°С. Вместе с тем повышенное содержание ниобия и молибдена в сплаве Ti–45Al–6(Nb,Mo)–0.2B затрудняет получение равновесной пластинчатой структуры при термической обработке, а использование повышенной температуры старения (T = 1100°С) ведет к развитию фазового превращения 2 ?(В2), что препятствует достижению высокого уровня механических свойств в интервале температур потенциального применения. Выполненное исследование выявило необходимость дальнейшей оптимизации состава интерметаллидных (? + 2)-сплавов по пути уточнения содержания ниобия и молибдена.

ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В СПЛАВЕ ГЕЙСЛЕРА NIMNSB

КУЗЬМИН Ю.И., КИРИЛЛОВА М.М., ЛОБОВ И.Д.

в плотности состояний электронов со спином против направления спонтанной намагниченности. Впервые в NiMnSb зафиксирован квадратичный по намагниченности магнитооптический эффект и изучена его спектральная зависимость. в плотности состояний электронов со спином против направления спонтанной намагниченности. Впервые в NiMnSb зафиксирован квадратичный по намагниченности магнитооптический эффект и изучена его спектральная зависимость. получает удовлетворительное объяснение на основе имеющихся сведений об электронной структуре NiMnSb. Расхождение между экспериментальными и теоретическими кривыми наблюдается в ИК-области спектра. При энергиях фотона E<1 эВ в оптическом поглощении и магнитооптических характеристиках обнаружены вклады от межзонных электронных переходов, свидетельствующие о наличии в окрестности уровня Ферми EF зонного спектра NiMnSb низкоэнергетических щелей E 0.07–0.8 эВ. Полученные результаты поддерживают концепцию о формировании псевдощели на EF в плотности состояний электронов со спином против направления спонтанной намагниченности. Впервые в NiMnSb зафиксирован квадратичный по намагниченности магнитооптический эффект и изучена его спектральная зависимость.

СВЯЗЬ ИЗМЕНЕНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ С РАСПУХАНИЕМ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ ЧС-68 ПРИ ВЫСОКОДОЗНОМ ОБЛУЧЕНИИ

ЕРШОВА О.В., ЩЕРБАКОВ Е.Н., ЯГОВИТИН П.И., ЕВСЕЕВ М.В., ШИХАЛЕВ В.С., КОЗЛОВ А.В.

Приведены результаты определения характеристик упругости, электросопротивления, распухания и механических свойств стали (Х16Н15М2ГТФР), облученной в реакторе БН-600 до максимальной повреждающей дозы 72 сна. Обнаружена корреляция между распуханием и изменением физико-механических свойств. Рассчитан вклад, вносимый распуханием в изменения характеристик упругости и электросопротивления, и сопоставлен с экспериментально определенными значениями. Выявлено, при каких условиях распухание является доминирующим фактором влияния на физико-механические свойства. Определена точность оценки величины распухания по результатам измерения электросопротивления и характеристик упругости.

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ FE И CO ПРИ АБРАЗИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

КОРШУНОВ Л.Г., ЧЕРНЕНКО Н.Л.

Исследована абразивная износостойкость аморфных сплавов Fe64Co30Si3B3, Fe82.6Nb5Cu3Si8B1.4, Co86.5Cr4Si7B2.5 и Fe81Si4B13C2 (лента толщиной 30 мкм) при скольжении по закрепленному абразиву – корунду и карбиду кремния. Металлографическим, рентгеновским и электронно-микроскопическим методами анализа исследованы характер разрушения поверхности, а также структурные превращения, инициированные в данных материалах абразивным воздействием. Показано, что абразивная износостойкость аморфных сплавов в 1.6–2.9 раза ниже, чем инструментальных сталей Х12М и У8, обладающих примерно таким же уровнем твердости. Обнаружено заметное разупрочнение поверхностного слоя аморфных сплавов в процессе изнашивания, характеризующееся уменьшением их микротвердости, достигающим 12.5%. Показано, что в поверхностном слое исследуемых сплавов при изнашивании образуется небольшое количество (порядка нескольких объемных процентов) нанокристаллической структуры, которая не оказывает заметного влияния на микротвердость и сопротивление сплавов изнашиванию. Основной причиной сравнительно невысокого сопротивления исследуемых аморфных сплавов абразивному изнашиванию является их локальное разупрочнение в процессе изнашивания, обусловленное спецификой деформационных процессов, протекающих в условиях действия высоких сдвиговых контактных напряжений по гетерогенному типу.

ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ДВУМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ СО СПИН-ОРБИТАЛЬНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

ЛЯПИЛИН И.И., ПАТРАКОВ А.Е.

Изучен отклик неравновесной двумерной электронной системы со спин-орбитальным взаимодействием на постоянное измерительное электрическое поле в случае, когда система выведена из равновесия переменным магнитным СВЧ-полем. Показано, что при высокой ( 107 см2/Vs) подвижности электронов такое возмущение электронной системы приводит к новому типу осцилляций проводимости двумерного электронного газа.