Физика металлов и металловедение

АНАЛИЗ ЛОКАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ ВБЛИЗИ ИНТЕРФЕЙСОВ В НАНОСТРУКТУРНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОКРЫТИЯХ TI–ZR–HF–V–NB)N, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ДУГИ ИСПАРЯЮЩЕГОСЯ КАТОДА

КРАУЗЕ-РЕЙБЕРГ Р., ПОГРЕБНЯК А.Д., БОРИСЮК В.Н., КАВЕРИН М.В., ПОНОМАРЕВ А.Г., БЕЛОКУР М.А., ОЙОШИ К., ТАКЕДА И., БЕРЕСНЕВ В.М., СОБОЛЬ О.В.

C помощью нескольких взаимодополняющих методов элементно-структурного анализа: медленного пучка позитронов (SPB), микропучка протонов ( -PIXE), микро- и нанопучка электронов (EDX и SEM-анализа), метода фазово-структурного анализа XRD, включая методику “a – sin2 ”-измерения напряженно-деформированного состояния (рентгеновская тензометрия), были исследованы многокомпонентные, наноструктурные покрытия из (Ti–Zr–Hf–V–Nb)N полученные с помощью Сathodic–Arc–Vapor–Deposition method-метода. В этих покрытиях до и после отжига при Тотж = 600°С (время отжига = 30 мин) были изучены: элементный состав, микроструктура, остаточные напряжения в нанозернах, профили распределения дефектов и атомов по глубине и на поверхности покрытия в 3D-представлении, а также исследован фазовый состав, напряженно-деформированное состояние, текстура покрытий. Установлено, что путем создания высокого упругого напряженно-деформированного состояния сжатия в покрытии можно в значительной степени повысить устойчивость его к окислению при отжиге. Обнаружено перераспределение элементов и дефектов, их выстраивание (сегрегация) за счет диффузии и окончания процесса спиноидальной сегрегации, вблизи границ раздела интерфейсов, вокруг зерен и субзерен, без значительного изменения среднего размера нанозерен.

ВЛИЯНИЕ МАГНЕТИЗМА НА РАСТВОРИМОСТЬ 3D-ЭЛЕМЕНТОВ В ОЦК-FE. РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОПРИНЦИПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГОРБАТОВ О.И., ОКАТОВ С.В., ГОРНОСТЫРЕВ Ю.Н., КОРЖАВЫЙ П.А., РУБАН А.В.

Методами квантово-механического моделирования исследованы сплавы ОЦК-железа в ферромагнитном и парамагнитном состояниях, легированные элементами 3d-группы переходных металлов. Показано, что электронная структура примеси является основным фактором, определяющим растворимость элементов 3d-группы. Энергии растворения, смешения и эффективных межатомных взаимодействий закономерно изменяются, следуя положению элемента в Периодической таблице Менделеева, и зависят от магнитного состояния матрицы. Изменения этих величин в зависимость от магнитного состояния приводит в ряде случаев к нарушению правил Юм–Розери, определяющих растворимость элементов замещения. Полученные результаты выявляют микроскопические механизмы, определяющие растворимость легирующих элементов, их влияние на фазовую стабильность и структурное состояние сталей.

ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ОТ КВАЗИБИНАРНОГО РАЗРЕЗА TINI–TICU НА СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ СПЛАВАХ

ПУШИН А.В., ПОПОВ А.А., ПУШИН В.Г.

С использованием методов рентгеноструктурного анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии и микродифракции электронов исследованы фазовый и элементный состав и структура сплавов, близких по составу к стехиометрическому – Ti50Ni25Cu25. Методом быстрой закалки расплава спиннингованием струи получены исследуемые сплавы квазибинарного разреза TiNi–TiCu, обладающие в исходном литом состоянии термоупругими мартенситными превращениями В2 В19 и обусловленными ими эффектами памяти формы. Химический состав сплавов Ti50 + xNi25Cu25 - x изменяли по титану и меди: x ±1 ат. % (от Ti49Ni25Cu26 до Ti51Ni25Cu24). Установлено, что закалка со скоростью охлаждения 106 К/с приводит к аморфизации всех исследованных сплавов. Нагрев до 723 К и выше обеспечивает их расстекловывание с образованием нано- или субмикрокристаллической структуры В2-аустенита. Измерены механические свойства данных сплавов в исходном аморфном, а также в поликристаллическом мартенситном состояниях. Показано, что в зависимости от отклонения состава сплавов от стехиометрического, обусловливающего распад в процессе нанокристаллизации, закономерно изменяются их механические свойства и эффекты памяти формы. Изучена кинетика процессов расстекловывания сплавов, прямого и обратного мартенситных превращений, определены их характеристические температуры, построена диаграмма зависимости характеристических температур от химического состава сплавов.

ВЛИЯНИЕ РАСПЫЛЕНИЯ НА ОБРАЗЦЫ ITER-GRADE ВОЛЬФРАМА, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЛУЧЕННЫЕ ИОНАМИ ВОЛЬФРАМА: ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

БЕЛЯЕВА А.И., ГАЛУЗА A.A., КОЛЕНОВ И.В., КОНОВАЛОВ В.Г., САВЧЕНКО А.А., СКОРИК O.А.

Рассмотрено совместное влияние распыления и нейтронного облучения, которое моделировалось бомбардировкой ионами W6+ с энергией 20 МэВ, на оптические свойства вольфрамовых зеркал. Воздействие атомов перезарядки имитировалось с помощью ионов Ar+ с энергией 600 эВ. Зависимость структуры поверхности и оптических свойств вольфрама от флюенса Ar-ионов изучалась с помощью оптической микроскопии, интерферометрии, рефлектометрии и эллипсометрии. Показано, что нейтронное облучение будет вносить заметный дополнительный вклад в процессы на поверхности вольфрама, которые реализуются под действием атомов перезарядки. Анализ экспериментальных данных, полученных рефлектометрией и эллипсометрией, позволил предложить реальную модель модификации поверхности образцов ITER-grade вольфрама, предварительно облученных ионами вольфрама, при длительном распылении ионами Ar+.

К ТЕОРИИ ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННОГО ДВИЖЕНИЯ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В НАНОПРОВОЛОКАХ

ИВАНОВ А.А., ОРЛОВ В.А., ОРЛОВА И.Н.

С использованием закона Аррениуса исследуется термофлуктуационное движение доменной стенки в нанопроволоке в поле энергетических барьеров, созданных магнитными неоднородностями. Получено выражение плотности распределения энергии активации в случае закрепления доменной стенки на магнитных неоднородностях. Проводится оценка скорости термоактивируемого движения доменной стенки для некоторых частных случаев вероятностного распределения энергии активации.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА В ВЫСОКОАЗОТИСТОЙ ХРОМОМАРГАНЦЕВОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ ПРИ ФРИКЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И СДВИГЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ШАБАШОВ В.А., КОРШУНОВ Л.Г., САГАРАДЗЕ В.В., КАТАЕВА Н.В., ЗАМАТОВСКИЙ А.Е., ЛИТВИНОВ А.В., ЛЯШКОВ К.А.

Методами мессбауэровской спектроскопии и электронно-микроскопического анализа в высокоазотистой хромомарганцевой стали FeMn22Cr18N0.8 исследованы процессы выделения продуктов ячеистого распада и их растворение при интенсивной холодной деформации в условиях сухого трения скольжением и при сдвиге под давлением в наковальнях Бриджмэна. Установлено увеличение содержания азота в позициях внедрения закаленного и предварительно состаренного сплава вследствие деформационно-индуцированного растворения нитридов хрома, содержащихся в продуктах распада. Мёссбауэровский анализ показал, что растворение нитридов хрома при трении происходит на глубину в 10 и более мкм. Старение понижает количество азота, перешедшего в твердый раствор при деформации, что объясняется дополнительными затратами энергии на измельчение продуктов распада.

СТРУКТУРА АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АМЦ ПОСЛЕ КРУЧЕНИЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ЖИДКОМ АЗОТЕ

БРОДОВА И.Г., ШИРИНКИНА И.Г., ПЕТРОВА А.Н., ПИЛЮГИН В.П., ТОЛМАЧЕВ Т.П.

Приведены экспериментальные данные по структурообразованию в промышленном алюминиево- марганцевом сплаве АМц, подвергнутом большой пластической деформации методом кручения под высоким квазигидростатическим давлением в наковальнях Бриджмена. Проанализированы зависимости структурных характеристик и твердости от величины деформации при комнатной температуре и температуре жидкого азота.

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ СПЛАВОВ

НИКИФОРОВ В.Н., МОРОЗКИН А.В., ИРХИН В.Ю.

Проведены измерения электросопротивления, теплопроводности и термоэлектродвижущей силы для большого числа вновь синтезированных металлических соединений и сплавов простых, переходных и редкоземельных элементов. Максимальные значения параметра термоэлектрической добротности ZT для представленных систем составляют при комнатной температуре около 7%. Обсуждаются температурные зависимости сопротивления и термоэдс. Особое внимание уделено возможным проявлениям эффекта Кондо и промежуточной валентности, в том числе в системах на основе силицидов и никелидов церия.