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

БОЙКО Н.В., ЕВСТЮХИНА И.А., КРУГЛОВ В.С., МИЛОСЕРДИН В.Ю., МИЩЕНКО А.Ю., РУДАКОВ С.Г., САМОСАДНЫЙ В.Т., ШАВКИН С.В., ШАРАПОВ А.С., ШИКОВ А.К. — 2014 г.

Исследованы процессы, связанные с диффузией кислорода в мишенях для лазерной абляции высокотемпературной сверхпроводящей керамики состава YBa2Cu3O7 - х, методами термического анализа. Обнаружен двухступенчатый механизм диффузии кислорода при изотермических отжигах на воздухе, что объясняется проникновением атмосферного кислорода в разные позиции, а именно междоузлия и непосредственно узлы кристаллической решетки.

АРХИПОВА Н.К., БЛИНОВ И.В., КОРОЛЕВ А.В., КРИНИЦИНА Т.П., МАТВЕЕВ С.А., МИЛЯЕВ М.А., ПОПОВ В.В., УСТИНОВ В.В. — 2014 г.

Исследовано образование упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn при термомагнитной обработке бислоев марганец-пермаллой. Изучено влияние на магнитные свойства пленок типа подложки, количества слоев и режимов термомагнитной обработки. Показано, что максимальный эффект однонаправленной анизотропии, связанный с наличием упорядоченной антиферромагнитной фазы NiFeMn в ферромагнитных слоях, достигается при температуре отжига 260°C в течение 4 ч и сдвиг петли магнитного гистерезиса при толщине перемагничиваемого слоя около 40 нм составляет 380 Э, а температура блокировки 270°C.

ЕКОМАСОВ Е.Г., МУРТАЗИН Р.Р., НАЗАРОВ В.Н. — 2014 г.

Теоретически изучена одномерная нелинейная динамика доменной границы под действием внешнего постоянного магнитного поля в трехслойном ферромагнетике с разными значениями параметров магнитной анизотропии и обмена в слоях. С помощью методов теории возмущений найдены уравнения движения для координаты центра доменной границы и скорости ее движения после перехода из одного слоя в другой. Показано, что для случая малых дефектов аналитические результаты хорошо согласуются с численными. Найдены численные зависимости минимальной скорости, необходимой доменной границе для перехода из одного слоя в другой, от параметров материала.

ШУТЫЙ А.М. — 2014 г.

Рассматриваются квадратные решетки с четырьмя рядами диполей; показано, что при наличии нескольких устойчивых равновесных конфигураций внешним полем возбуждаются ориентационные переходы, меняющие направление дипольных моментов одного из рядов решетки. Исследованы ориентационные переходы в структуре, состоящей из пересекающихся перпендикулярных решеток. При этом выявлено, что фронт ориентационного перехода, приводящего к конфигурации с чередующимися по направлению рядами, проходит через область перекрестья во вторую часть решетки. Фронт других ориентационных переходов в этом случае останавливается на области перекрестья. Воздействием внешнего поля на определенные диполи из области перекрестья достигается управление движением фронта ориентационного перехода: осуществляется проход фронта через перекрестье в исходном направление, его поворот, изменение конфигурации ориентационного перехода, а также остановка фронта в области перекрестья.

ВАЛИЕВ Р.З., ГАНЕЕВ А.В., ИСЛАМГАЛИЕВ Р.К. — 2014 г.

Исследовано влияние равноканального углового прессования и интенсивной пластической деформации кручением на формирование ультрамелкозернистой структуры в технически чистом вольфраме. Для изучения структуры применяли методы просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии c применением анализа дифракции обратно отраженных электронов. Проведена оценка зависимости микротвердости материала от накопленной деформации. Определены количественные характеристики структуры (средний размер зерен/субзерен, распределение по углам разориентировок) в образцах, подвергнутых интенсивной пластической деформации.

АГЗАМОВА П.А., ЗАКИРЬЯНОВ Д.О., ЛЕСКОВА Ю.В., НИКИФОРОВ А.Е., ПЕТРОВ В.П., ЧЕРНЫШЁВ В.А. — 2014 г.

Проведен ab initio расчет параметров магнитных и электрических сверхтонких взаимодействий на ядрах магнитных ионов 47,49Ti и немагнитных ионов 139La и 89Y в модели периодического кристалла и в кластерной модели для титанатов лантана и иттрия. Проведено сравнение с экспериментальными данными, а также с результатами расчетов в модели кристаллического поля и данными расчетов в приближениях LDA и LDA+U.

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., КОКОРИНА Е.Е., МЕДВЕДЕВ М.В. — 2014 г.

В приближении молекулярного поля исследованы зависимости магнитной энтропии от внешнего магнитного поля и магнитокалорический эффект в двухподрешеточном изотропном антиферромагнетике. Показано, что для изотропного антиферромагнетика намагниченность угловой фазы, возникающей после спин-флип-перехода в приложенном магнитном поле, не зависит от температуры. Вследствие этого магнитная энтропия фазы не зависит от напряженности внешнего поля и магнитокалорический эффект отсутствует. Зависимость магнитной энтропии от магнитного поля и нормальный магнитокалорический эффект появляются только после спин-флип-перехода антиферромагнетика в фазу ферромагнетизма, индуцированного магнитным полем. При невысоких магнитных полях это происходит практически только в области температур T TN, где TN – температура Нееля.

БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А. — 2014 г.

Исследована микроструктура монокристаллических образцов YBa2Cu3O7 - после взаимодействия с парами воды при t = 200–300°C, а также после восстановительных отжигов при t = 400–930°C. Установлено, что поглощение влаги из атмосферы при низкотемпературном отжиге приводит к исчезновению двойниковой структуры и к появлению полей напряжений вокруг выделившихся частиц. В процессе восстановительного отжига при t = 930°C происходит первичная рекристаллизация монокристаллов. В ходе последующего окисления первоначальная двойниковая структура не возникает.

КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., ПРОШКИН А.И. — 2014 г.

На основе точных аналитических решений и используя 1D модели Поттса как прототипные: 3-вершинную, 4-вершинную стандартную, модифицированную 6-вершинную и модифицированную 8-вершинную, предложены алгоритмы расчета намагниченности поликристаллических (или порошковых) кубических магнетиков с сильной магнитокристаллической анизотропией и различными типами осей легкого намагничивания для разных температур во внешнем магнитном поле. Определены общие закономерности намагниченностей поликристаллов и существенные отличия от намагниченностей монокристаллов. Найдены точные аналитические значения асимптот намагничивания поликристаллов в больших полях, которые определяют, насколько магнитный момент, полученный методом асимптотической намагниченности, отличается от истинного.

КОРШАК В.Ф., МАТЕЙЧЕНКО П.В., ШАПОВАЛОВ Ю.А. — 2014 г.

Выполнены исследования объемного соотношения (Sn)- и (Bi)-фаз в литом, литом с последующим сжатием на гидравлическом прессе на 70 и состаренном в течение различных промежутков времени эвтектическом сплаве Bi–43 вес. % Sn, проявляющем сверхпластические свойства уже при комнатной температуре. Эксперименты проведены с использованием методов растровой электронной микроскопии и электронно-зондового микроанализа с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6390LV с приставкой для EDS-анализа INCA-350. На основании полученных кривых охлаждения установлено, что при выбранных условиях эксперимента кристаллизация сплава является неравновесной. Исходное фазовое состояние сплава характеризуется избыточным по сравнению с равновесным даже для эвтектической температуры относительным количеством (Sn)-фазы, что обнаруживает закалку жидкого расплава. Сформировавшееся в процессе кристаллизации фазовое состояние сплава является метастабильным. Об этом свидетельствует объемное соотношение фаз в образцах после достаточно продолжительного старения. Представлены данные, касающиеся ранее обнаруженного эффекта обогащения оловом наружных открытых поверхностей образцов в процессе старения. В качестве одной из причин, обусловливающих метастабильность фазового состояния исследуемого сплава, рассматриваются внутренние напряжения сжатия, возникающие в процессе кристаллизации в связи с увеличением удельного объема висмута при переходе из жидкого в твердое состояние. Представленные результаты получены впервые и являются важными для понимания физической природы эффекта сверхпластичности.

КОУРОВ Н.И., КУРАНОВА Н.Н., ПУШИН А.В., ПУШИН В.Г., УКСУСНИКОВ А.Н. — 2014 г.

Представлены результаты комплексного изучения тройных метастабильных сплавов TiNiFe с низкотемпературным эффектом памяти формы, подвергнутых мегапластической деформации кручением под высоким давлением, а также последующей термической обработке. Исследования выполнены методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, измерений электрических свойств. Установлено, что пластическая деформация на умеренные степени обжатия в сплаве Ti50Ni49Fe1 индуцирует термоупругое мартенситное превращение В2 В19 и образование развитой полосовой дислокационной и двойниковой субструктуры B19-мартенсита, а в сплаве Ti50Ni47Fe3 формирует во многом аналогичную дислокационную субструктуру, но в B2-аустените. Мегапластическая деформация кручением под высоким давлением при комнатной температуре приводит к аморфизации в сплаве Ti50Ni49Fe1 и большеугловой нанофрагментации в сплаве Ti50Ni47Fe3. Установлены особенности эволюции структуры и мартенситных превращений в тройных сплавах на основе TiNiFe после пластической деформации и термообработок. Обнаружено, что термообработка обоих сплавов после кручения под высоким давлением при температурах (573–773) К обеспечивает образование в них нанокристаллической или смешанной нано-субмикрокристаллической структуры.

ДЕГТЯРЕВ В.Н., МУРИКОВ С.А., ТЕРЕЩЕНКО Н.А., УРЦЕВ В.Н., ШМАКОВ А.В., ЯКОВЛЕВА И.Л. — 2014 г.

Изучена фазовая перекристаллизация среднеуглеродистой стали с исходной структурой пластинчатого перлита в процессе кратковременного нагрева до различных температур выше Ас1 и последующего охлаждения. Описана структура стали, сформированная в неравновесных условиях распада переохлажденного аустенита. Показано, что изменение структуры и фазового состава оказывает влияние на характеристики деформационного поведения материала, определяемые по результатам динамического индентирования.

ЗОЛОТОРЕВСКИЙ В.С., ПОЗДНЯКОВ А.В., ЧУРЮМОВ А.Ю. — 2014 г.

Проведен поиск перспективных систем легирования для создания новых литейных сплавов на основе термически упрочняемой матрицы Al–Zn–Mg с мало растворимыми в ней добавками, образующими эвтектические составляющие. С использованием термодинамических расчетов и математического моделирования подобраны составы сплавов с необходимым комплексом механических и литейных свойств.

БАХТЕЕВА Ю.А., БЫЗОВ И.В., ЕРМАКОВ А.Е., ЖАКОВ С.В., МЕДВЕДЕВА И.В., МЫСИК А.А., РЕВВО А.В., УЙМИН М.А. — 2014 г.

Предлагается использовать эффект уменьшения времени поперечной ЯМР-релаксации Т2 сигнала протонов воды в присутствии магнитных частиц для количественной оценки концентрации нанопорошка магнетита Fe3O4 в воде. Получена градуировочная зависимость релаксивности Т от концентрации железа для модельных суспензий наночастиц магнетита с размерами вблизи 20 нм в интервале концентраций 0.15–70 мг/л. Для сравнения исследованы концентрационные зависимости Т водных растворов солей Fe(NO3)3 · 9H2O, Fe2SO4 · 7Н2O, Ni(NO3)3 · 9H2O, Cr(NO3)3 · 9H2O, CuSO4 · 5H2O, которые коррелируют с изменением значений парамагнитной восприимчивости.

АМЕЛИЧЕВ В.А., ГАРШЕВ А.В., ГЕРВАСЬЕВА И.В., ДОСОВИЦКИЙ Г.А., КАУЛЬ А.Р., МУДРЕЦОВА С.Н., РОДИОНОВ Д.П., САМОЙЛЕНКОВ С.В., ХЛЕБНИКОВА Ю.В. — 2014 г.

Исследовано поведение при нагреве ГЦК-сплава состава Ni88.4Cr9.2W2.4, деформированного холодной прокаткой. Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгеновской дифракции и дилатометрии зафиксированы два последовательных экзотермических процесса. Сделан вывод, что они соответствуют полигонизации и рекристаллизации сплава. Методами рентгеновской дифракции и дифракции обратно отраженных электронов показано, что эти процессы ведут к формированию кубической текстуры в сплаве; определена их теплота.

БОРОДИН Е.М., ГАЛЕЕВ Р.М., ГЛАДКОВСКИЙ С.В., КОРЗНИКОВ А.В., ПЫШМИНЦЕВ И.Ю., САФАРОВ И.М., СЕРГЕЕВ С.Н. — 2014 г.

Исследовано влияние интенсивной теплой прокатки на структуру и механические свойства низкоуглеродистой стали 12ГБА. Была получена волокнистая ультрамелкозернистая структура со средним поперечным размером структурных элементов 0.5 мкм, в продольном сечение длина волокон составила 20–25 мкм. Проведен анализ сформировавшийся ультрамелкозернистой структуры в поперечном и продольном сечении методом дифракции обратно-рассеянных электронов. Формирование волокнистой структуры привело к повышению прочности в 2 раза относительно исходного крупнозернистого состояния при удовлетворительной пластичности. Проведение дополнительного отжига стали при незначительном снижении показателей прочности способствовало полному восстановлению пластических свойств до уровня, соответствующего крупнозернистому состоянию. Ударные испытания при отрицательных температурах показали, что порог хладноломкости после прокатки смещается в область более низких температур от –30 до –80°С по сравнению с крупнозернистым состоянием. Установлено, что формирование ультрамелкозернистого состояния приводит к снижению порога хладноломкости стали 12ГБА, повышению характеристик ударной вязкости в низкотемпературной области, а также увеличению доли работы распространения трещины в общей работе разрушения образца.

АРБУЗОВ В.Л., ДАНИЛОВ С.Е., КАЗАНЦЕВ В.А., САГАРАДЗЕ В.В. — 2014 г.

Проведены комплексные исследования сплавов FeNi, FeNiTi и FeNiAl, при электронном облучении. Энергия электронов 5 МэВ, температура облучения 423 К. Рассмотрена связь между радиационным упрочнением, радиационными дефектами и радиационно-индуцированными структурно-фазовыми превращениями. В сплаве FeNi главную роль в радиационном упрочнении играют вакансионные кластеры, а в сплавах FeNiTi и FeNiAl, наряду с вакансионными кластерами, большую роль играет эволюция выделений второй фазы и уменьшение твердорастворного упрочнения.

ГРИБ С.В., ИВАСИШИН О.М., ИЛЛАРИОНОВ А.Г., ПОПОВ А.А. — 2014 г.

Выбраны критерии для оптимизации химического состава сплавов системы Ti–Zr–Nb, позволяющих получить материалы с низким модулем упругости, на основе которых предложены и выплавлены сплавы 50Ti–(50 – x)Zr–xNb, при 15 < x < 20 ат. %. Методами ПЭМ, РСФА изучен фазовый состав полученных сплавов в исходном литом состоянии и после гомогенизирующего отжига. Установлено, что для сплава с максимальным содержанием ниобия (17.1 ат. %), в котором зафиксировано практически однофазное ?-состояние, характерны минимальные значения модуля упругости (69 ГПа) и микротвердости (2440 МПа). Повышение объемной доли -фазы в сплавах с более низким содержанием ниобия (до 15 ат. %) способствует росту этих характеристик. Изучены фазовые превращения, протекающие при непрерывном нагреве гомогенизированных сплавов, и показана зависимость температуры полиморфного ( + ?)–?-превращения от соотношения легирующих элементов в опытных сплавах.

ГУСАКОВА О.В., ШЕПЕЛЕВИЧ В.Г. — 2014 г.

Представлены результаты исследования фазового состава, зеренной структуры и микроструктуры сплавов системы олово–кадмий, полученных высокоскоростной кристаллизацией. При сверхбыстрой закалке из расплава формируется пересыщенный твердый раствор на основе -Sn. Исследованы процессы распада этой метастабильной фазы при комнатной температуре. Средний размер зерен, текстура, а также механические свойства зависят от концентрации кадмия.

АРБУЗОВ В.Л., ДАНИЛОВ С.Е., КАЗАНЦЕВ В.А. — 2014 г.

Методами остаточного электросопротивления и измерения коэффициента термического расширения исследованы процессы расслоения твердого раствора при деформации, облучении электронами и при последующих отжигах в сплавах Fe–34.7 ат. % Ni и Fe–34.7 ат. % Ni–0.1 ат. % P. Показано, что как при деформации, так и при облучении, образуются вакансионные кластеры различной кратности. Наличие атомов фосфора в твердом растворе облегчают образование вакансионных кластеров и увеличивает долю вакансий, выживших в форме вакансионных кластерах как для деформированных сплавов, так и для облученных в районе комнатных температур. При деформации, облучении и последующих отжигах наблюдается одинаковое изменений электросопротивления и КТР. Получена близкая к линейной зависимость прироста электросопротивления от увеличения КТР. Полученные результаты хорошо согласуются с матричной моделью распада твердого раствора.