научный журнал по физике Физика металлов и металловедение ISSN: 0015-3230

БАКИЕВА О.Р., ГАЙ Д.Е., НЕМЦОВА О.М. — 2015 г.

Рассматривается возможность анализа локальной атомной структуры по сильно перекрывающимся экспериментальным EELFS-спектрам двух различных химических элементов. С поверхности сплавов CuxNi1 - x и CuxMn1 - x (х = 0.5) получены М2,3 спектры протяженных тонких структур энергетических потерь электронов. Предложена методика определения параметров локальной атомной структуры (координационные числа, длина химической связи и параметры их дисперсии) ближайшего атомного окружения сверхтонких (1–5 нм) поверхностных слоев двухкомпонентных сплавов 3d-металлов из перекрывающихся протяженных тонких структур спектров энергетических потерь электронов. Методика апробирована на экспериментальных M2,3 EELFS-спектрах поверхности тестовых сплавов Cu50Ni50 и Cu50Mn50.

КЕКАЛО И.Б., МОГИЛЬНИКОВ П.С. — 2015 г.

При изучении аморфного сплава Со69Fe3.7Cr3.8Si12.5B11 с очень низкой магнитострикцией (| s| 10-7) были обнаружены необычные, “аномальные”, закономерности влияния напряжений изгиба (диаметра тороидальных образцов D) на гистерезисные магнитные свойства (Нс, ), измеренные в динамическом режиме при частотах f переменного магнитного поля от 0.1 до 20 кГц. При низких частотах (f < 1 кГц) коэрцитивная сила Нс изученного сплава практически не зависит от D. Проницаемость (Н = 5 мЭ), напротив, не зависит от D при высоких частотах и зависит от D при низких. В образцах, подвергнутых высокотемпературному отжигу (390°С) с последующей закалкой в воде, наблюдаются необычные закономерности: проницаемость увеличивается с уменьшением радиуса тороидальных образцов, т.е. с увеличением изгибных напряжений.

ГОРКУНОВ Э.С., ЗАДВОРКИН С.М., КАЛИНИН Г.Ю., МАКАРОВ А.В., МУШНИКОВА С.Ю., ПЕЧЕРКИНА Н.Л., ПУТИЛОВА Е.А., ФОМИНА О.В. — 2015 г.

Приведены результаты исследования влияния приложенных нормальных и касательных напряжений, а также их комбинации на структуру, фазовый состав и магнитные свойства трех марок высокоазотистых сталей (ВАС). Две из исследованных сталей в исходном состоянии обладали аустенитной структурой и проявляли диамагнитные свойства. Третья сталь по данным рентгеноструктурного и металлографического анализа имела в своем составе 7% -феррита, что обуславливало ее ферромагнитные свойства. Исследованные в работе азотсодержащие стали продемонстрировали стабильность фазового состава, а также магнитных свойств при различных условиях нагружения, следовательно, могут быть использованы для изготовления деталей и элементов конструкций, требующих низкой намагниченности и высокой стабильности магнитных характеристик при силовом воздействии. Установлены параметры, которые могут быть использованы в качестве информативных при оценке изменений, происходящих при изготовлении и эксплуатации деталей и элементов конструкции из ВАС с небольшим содержанием -феррита.

ЕФИМЕНКО Л.А., МЕРКУЛОВА А.О., РАМУСЬ А.А. — 2015 г.

Исследованы особенности кинетики распада аустенита в зоне термического влияния сварных соединений малоуглеродистых микролегированных высокопрочных сталей. Предложен подход к выбору параметров термического цикла сварки, обеспечивающих эксплуатационные характеристики сварных соединений на уровне не ниже нормативных требований.

ГОРБАНЬ В.Ф., КАРПЕЦ М.В., КРАПИВКА Н.А., МЫСЛИВЧЕНКО А.Н., ФИРСТОВ С.А. — 2015 г.

Аргоно-дуговой плавкой в атмосфере чистого аргона были выплавлены сплавы системы AlCrFeCoNiCux (х = 0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0). Изучены фазовый состав и микроструктура полученных сплавов, а также определены их механические свойства. Результаты показали, что увеличение количества меди в сплавах приводит к изменению фазового состава от однофазного (ОЦК) до трехфазного (ОЦК + ГЦК1 + ГЦК2), при этом структура изменяется от крупнозернистой полигональной до сложной дендритной (первичные дендриты (DR) + вторичные дендриты (SDR) + междендритная фаза (ID)). Определена область электронных концентраций сплавов, в которых одновременно присутствуют ОЦК- и ГЦК-фазы. Экспериментально найдена предельная электронная концентрация устойчивости ОЦК-решетки. Измерена микротвердость и определенны модули Юнга сплавов во всем интервале изменения концентрации меди.

БЕРЕСНЕВ В.М., ДЕМЬЯНЕНКО А.А., КРАВЧЕНКО Ю.А., ПОГРЕБНЯК А.Д., ПШИК А.В., СОБОЛЬ О.В. — 2015 г.

Представлены результаты исследований морфологии, элементного и фазового состава покрытий, полученных методом импульсного магнетронного распыления мишени из композиционной керамики AlN TiB2 TiSi2. Данная технология позволяет получить аморфноподобный защитный слой с размерами областей упорядочения до 1 нм. Термический отжиг образцов при температурах 900 и 1300°С приводит к обеднению поверхности покрытий боридными фазами и формированию на ней защитных пленок на основе -Al2O3 и -TiO2. В наноструктурированном покрытии наблюдается рост кристаллитов до 11–25 нм. Отжиг при температуре 1300°С позволяет получить термически стабильное кристаллическое состояние вещества, нанотвердость которого составляет 11 ГПа.

ДЕРЯГИНА И.Л., ПАТРАКОВ Е.И., ПОПОВА Е.Н. — 2015 г.

Изучены структура и морфология слоев Nb3Sn в сверхпроводящих композитах Nb/Cu-Sn с кольцевыми (трубчатыми) волокнами ниобия после разных режимов диффузионного отжига. Показано, что применение кольцевых волокон обеспечивает практически полную проработку ниобия при всех исследованных режимах диффузионного отжига. Слои Nb3Sn с минимальным размером зерен получены в композитах после укороченного двухступенчатого диффузионного отжига 575°С/100 ч + 625°С/50 ч. Применение в конструкции композита ниобиевых трубок вместо сплошных стержней приводит, при определенных режимах диффузионного отжига, к улучшению морфологии сверхпроводящего слоя, состоящего только из мелкодисперсных равноосных зерен. Это позволяет достичь максимальную для композитов, полученных по бронзовой технологии, критическую плотность тока 2200 А/мм2.

LINDAU R., MOSLANG A., VLADIMIROV P., АЛЕЕВ А.А., ЗАЛУЖНЫЙ А.Г., КОЗОДАЕВ М.А., КУЙБИДА Р.П., КУЛЕВОЙ Т.В., НИКИТИН А.А., ОРЛОВ Н.Н., РОГОЖКИН С.В., ЧАЛЫХ Б.Б. — 2015 г.

Проведено исследование наноструктуры стали ODS Eurofer (9%-CrWVTa + 0.5%Y2O3) после облучения ионами железа до повреждающей дозы 32 сна (смещений на атом). Эта сталь в исходном состоянии характеризуется наличием значительного числа ( 1024 м-3) наноразмерных (2–4 нм) кластеров, содержащих атомы V, Y, O и N. Анализ распределения различных химических элементов в исследованных объемах выявил изменение состава матрицы и наноразмерных кластеров под облучением. Проведено сравнение полученных данных с результатами реакторного облучения стали ODS Eurofer до дозы 32 сна.

ЕВСЕЕВ Д.А., СЕМЕНЦОВ Д.И. — 2015 г.

Исследованы свойства поверхностных плазмон-поляритонов на границе раздела, сформированной в диэлектрической матрице областью без включений и областью с металлическими нановключениями. Область с включениями представляет собой нанокомпозит, диэлектрическая проницаемость которого имеет резонансную зависимость, обусловленную плазмонным резонансом металлических нановключений. На основе решения граничной задачи и численного анализа получены частотные зависимости константы распространения и поперечных компонент волнового вектора, глубины проникновения и длины пробега, групповой скорости и продольного энергетического потока. Показано существенное влияние диэлектрической проницаемости матрицы структуры на волновые характеристики поверхностных поляритонов.

ВОЛОДИН В.Н., ЖАКАНБАЕВ Е.А., ТУЛЕУШЕВ Ю.Ж. — 2015 г.

Ионно-плазменным распылением и соосаждением ультрадисперсных частиц Ta и Cd впервые получены твердые растворы – сплавы до концентрации 66.2 ат. % Cd в виде покрытий, что является подтверждением термофлуктуационного плавления и коалесценции малых частиц. При формировании покрытий нанослоями тантала и кадмия происходит взаимное растворение компонент с образованием твердых растворов одного металла в другом. При концентрации Cd более 44.4 ат. % в сплавах происходит смена тетрагональной решетки на объемно-центрированную кубическую решетку -. Начиная с 74.4 ат. %, кадмий формирует свой тип гексагональной решетки, а танал в покрытиях представлен аморфной фазой. Констатировано образование твердых растворов внедрения на основе и Cd и замещения на основе -. При 700°C кадмий из твердых растворов на основе тантала испаряется с образованием пористого тантала, а из покрытий, представленных смесью твердого раствора тантала в кадмии и аморфного Та образуется тантал с чрезвычайно развитой поверхностью. Полученные материалы на основе тантала предполагают технологическое использование результатов исследования.

КАЛЕТИН А.Ю., КАЛЕТИНА Ю.В., РЫЖКОВ А.Г. — 2015 г.

Исследована структура и определены механические свойства хромоникельмолибденовых сталей с содержанием углерода от 0.1 до 0.4% после медленного непрерывного охлаждения в бейнитной области. Показано, что при содержании углерода около 0.10–0.15%, а также при дополнительном легировании кремнием и алюминием после такой термообработки в стали образуется структура бескарбидного бейнита и наблюдается существенное повышение ударной вязкости по сравнению с бейнитом, содержащим карбидные выделения. Повышение уровня вязкости связывается с присутствием в бескарбидном бейните значительного количества обогащенного углеродом остаточного аустенита.

АРБУЗОВ В.Л., ДРУЖКОВ А.П., ПЕРМИНОВ Д.А. — 2015 г.

Методом позитронной аннигиляционной спектроскопии изучено влияние интерметаллидных выделений Ni3Al на накопление вакансионных дефектов в состаренном сплаве Fe–Ni–Al при электронном облучении. Образцы сплава с различной исходной микроструктурой (закаленный, состаренные при различных условиях) облучались при температурах 300 и 423 K до повреждающей дозы 5 ? 10-4 смещений на атом, после чего изохронно отжигались в интервале температур 300–850 K. Полученные результаты показали, что наличие частиц интерметаллидных выделений способствует замедлению накопления вакансионных дефектов. При этом скорость накопления существенно зависит от температуры облучения. Кроме того, эффект выделений зависит от размеров, плотности и типа частиц. Анализ экспериментальных данных показал, что данный эффект обусловлен наличием упругих напряжений на границах выделение-матрица.

ГОРБАЧЁВ И.И., ПАСЫНКОВ А.Ю., ПОПОВ В.В. — 2015 г.

Выполнены кинетические расчеты эволюции карбонитридных выделений в низколегированных сталях с Nb и Ti для различных температур аустенитизации. На основе данных кинетического моделирования ансамблей карбонитридных выделений с использованием различных моделей рассчитан ожидаемый размер аустенитного зерна. Полученные результаты сравнивались с экспериментальными данными. Было показано, что наилучшее согласие расчетов с экспериментом достигается для высокотемпературной области (1150–1250°C) при использовании модели Гладмана (с параметром Z = 2) с учетом полидисперсности ансамбля выделений.

КЕКАЛО И.Б., ЛУБЯНЫЙ Л.З., МОГИЛЬНИКОВ П.С., ЧИЧИБАБА И.А. — 2015 г.

Изучена эволюция гистерезисных магнитных свойств и характеристик магнитных шумов, вызванных скачками Баркгаузена, в зависимости от развития в различных температурных районах отжига отличающихся по своей природе процессов структурной релаксации. Показано, что изученный аморфный сплав на основе кобальта обладает высокой по сравнению со сплавами на основе железа пространственной однородностью магнитных шумов. Стабилизация границ доменов вследствие направленного упорядочения (при температурах отжига Та < Тс) и процессы кластеринга (при Та > Тс), фиксируемые методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, не только влияют на уровень гистерезисных магнитных свойств, но определяют и магнитошумовые характеристики сплава. Сопоставление динамики магнитошумовых закономерностей с изменением магнитострикции насыщения s позволило прийти к заключению, что не только направленное, но и изотропное ближнее упорядочение влияет на особенности характеристик магнитных шумов. Выявлены интервалы температур отжига, обеспечивающие приемлемые значения гистерезисных магнитных свойств при одновременном низком уровне магнитных шумов. Такая ситуация складывается при некоторой оптимальной концентрации кластеров в изученном сплаве.

СЕМЕНЦОВ Д.И., ШУТЫЙ А.М. — 2015 г.

Исследованы равновесные состояния плоских квадратных массивов магнитных диполей. Показано, что при наличии обменного взаимодействия основными равновесными состояниями являются конфигурации с ориентацией диполей вдоль диагонали системы, вдоль ее стороны, а также вихревые конфигурации, различающиеся по расположению центра вихря и по величине магнитного момента системы. Рассмотрены условия переходов между равновесными конфигурациями с помощью действующего на весь массив плоскостного поля и локального нормального поля, действующего на часть входящих в систему диполей. Показана возможность переходов между конфигурациями и изменение суммарного магнитного момента при воздействии на отдельные диполи системы.

ЕФИМОВА Ю.Ю., ТЕРЕЩЕНКО Н.А., ЧУКИН М.В., ЯКОВЛЕВА И.Л. — 2015 г.

С применением просвечивающей электронной микроскопии исследована эволюция структуры тонкопластинчатого перлита в процессе волочения ряда сталей эвтектоидного состава, отличающихся природным легирующим комплексом. Установлена связь между развитием ротационной моды в пластинчатом перлите и формированием осевой текстуры при деформации сталей, содержащих микродобавки легирующих элементов.

ДОРОШЕНКО Р.А., ШУЛЬГА Н.В. — 2015 г.

Проведено численное исследование ферромагнитного и спин-волнового резонансов в двухслойной обменно-связанной ферромагнитной пленке с анизотропией слоев “легкая плоскость” и “легкая ось” при различных направлениях внешнего магнитного поля и толщинах слоев пленки. Изучены профили динамической компоненты намагниченности по толщине пленки при ферромагнитном и спин-волновых резонансах. Построены зависимости частот ферромагнитного и спин-волнового резонансов от направления внешнего поля и описан процесс их трансформации при изменении толщины слоев пленки.

ГАЙСИН Р.А., ИМАЕВ В.М., ИМАЕВ Р.М. — 2015 г.

Выполнено сравнительное исследование рекристаллизационного поведения при горячей деформации технически чистого титана (ВТ1-0) с добавкой 0.2 вес. % бора в литом состоянии и нелегированного технически чистого титана в горячекатаном и литом состояниях. Введение бора приводит к формированию однородно распределенных коротких волокон и частиц моноборида титана (TiB), способствующих существенному измельчению литой структуры. Рекристаллизационное поведение сплавов изучали после деформации сжатием при Т = 900... 600°C с помощью EBSD-анализа. Установлено, что кинетика рекристаллизации, если сравнивать ВТ1-0 и ВТ1-0-0.2В с исходной литой структурой, существенно ускоряется благодаря присутствию боридов. Рекристаллизационное поведение ВТ1-0 с исходной горячекатаной структурой и ВТ1-0-0.2В с исходной литой структурой оказалось примерно схожим. На основе проведенного исследования предложены рекомендации, следование которым должно облегчить (удешевить) получение мелко- и ультрамелкозернистых полуфабрикатов из технически чистого титана.

ВОРОНОВА Л.М., ДЕГТЯРЕВ М.В., КРАСНОПЕРОВА Ю.Г., РЕСНИНА Н.Н., ЧАЩУХИНА Т.И. — 2015 г.

Изучены закономерности роста зерна при низкотемпературной рекристаллизации никеля (99.98% Ni) со структурой различного типа, сформированной в ходе деформации в наковальнях Бриджмена. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии выявлено уменьшение запасенной энергии деформации на стадии субмикрокристаллической структуры. Проведение изотермических отжигов длительностью до 64 ч позволило показать, что низкотемпературная рекристаллизация как в смешанной, так и в СМК-структуре развивается путем роста отдельных центров, сформированных при деформации. В результате при низкотемпературной рекристаллизации однородная субмикрозернистая структура в никеле не формируется.

ЗАМАТОВСКИЙ А.Е., ЛИТВИНОВ А.В., САГАРАДЗЕ В.В., ШАБАШОВ В.А. — 2015 г.

С применением мессбауэровской спектроскопии проведено сопоставление деформационных, термических и радиационно-стимулированных процессов релаксации структуры системы бинарных и специально легированных ГЦК Fe-Ni сплавов, подвергнутых большой холодной пластической деформации. В процессе механического сплавления обнаружено динамическое старение, а также снижение его активности, и появление канала сдвигового γ -> α - перехода при увеличении скорости деформации, уменьшении химической активности и диффузионной подвижности элементов.