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

ВАСИЛЕНКО Р.Л., КОРШАК В.Ф., КРЫШТАЛЬ А.П., ПРИМАК О., ШАПОВАЛОВ Ю.А. — 2015 г.

С использованием методов растровой электронной микроскопии выполнены исследования микроструктуры сверхпластически деформированных образцов эвтектического сплава Bi–43 вес. % Sn. Выявленные особенности деформационного рельефа образцов обнаруживают активное развитие вязкого дислокационно-диффузионного течения в условиях сверхпластичности. Обнаружено проявление гидродинамической моды деформации в этих условиях. Возможность реализации вязких механизмов транспорта вещества и проявление эффекта сверхпластичности объясняются возникновением в материале состояния, характеризующегося, в частности, высокой плотностью дислокаций и низкими прочностными свойствами. Дополнительное увеличение плотности дислокаций и разупрочнение в условиях сверхпластичности связываются с протеканием структурно-фазовых превращений, стимулированных деформацией, релаксацией значительных внутренних упругих напряжений и с неустойчивостью структурного состояния исходно неравновесного сплава, находящегося в поле механических напряжений. Анализируются причины возникновения значительных внутренних упругих напряжений в исследуемом сплаве.

КУКАРЕКО В.А. — 2015 г.

В работе исследовано структурное состояние и дюрометрические свойства электроосажденных Ni–P и Co–P-покрытий, подвергнутых низкотемпературному отжигу при 520–540 K. Показано, что низкотемпературный отжиг кристаллических Ni–P и Со–Р-покрытий сопровождается существенным увеличением параметров кристаллических решеток твердых растворов фосфора в никеле и кобальте, а также возрастанием твердости покрытий. Сделано заключение, что увеличение дюрометрических свойств и параметров решеток Ni–P и Со–Р-твердых растворов при отжиге связано с переходом атомов фосфора из позиций замещения в позиции внедрения, протекающим по диссоциативному механизму Франка–Тарнбалла.

КОРШУНОВ Л.Г., САГАРАДЗЕ В.В., ЧЕРНЕНКО Н.Л., ШАБАШОВ В.А. — 2015 г.

Методами металлографии, рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии исследованы структурные превращения карбидной фазы, происходящие в стали Гадфильда (110Г13) при пластическом деформировании в условиях сухого трения скольжения. Показано, что деформация приводит к измельчению частиц карбидной фазы (Fe, Mn)3C разной морфологии до наноразмерного уровня. Обнаружен эффект деформационного растворения карбидов (Fe, Mn)3C в аустените стали 110Г13 (Гадфильда). Данный эффект проявляется в возникновении после деформации на рентгеновских дифрактограммах стали, отпущенной на структуру тонкопластинчатой карбидной фазы, новых линий, принадлежащих аустениту с необычно большим параметром кристаллической решетки (а = 0.3660–0.3680 нм). Возникновение рассматриваемого аустенита является результатом инициированного деформацией растворения дисперсных частиц (Fe, Mn)3C, которое приводит к локальному обогащению аустенита углеродом и марганцем. Отпуск, приводящий к образованию в стали 110Г13 карбидных частиц, отрицательно влияет на деформационное упрочнение стали несмотря на имеющий место при отпуске рост твердости стали и развитие в ней процессов деформационного растворения карбидной фазы, приводящих к упрочнению -твердого раствора.

ГЕРВАСЬЕВА И.В., РОДИОНОВ Д.П., ХЛЕБНИКОВА Ю.В. — 2015 г.

Показано, что определенное количественное соотношение основных текстурных компонент после холодной деформации прокаткой на 98.6–99% медных сплавов определяет возможность получения острой кубической текстуры в лентах после последующего рекристаллизационного отжига. Этому критерию соответствуют двойные сплавы меди с никелем (до 40 ат. %), а также меди с добавками железа и хрома. Найдено, что оптимальная текстура деформации может быть создана в некоторых тройных медно-никелевых сплавах при добавлении Cr, Fe или Mn. Показано, что анализ компонентного состава текстуры деформации с помощью функции распределения ориентаций может более точно предсказать возможность получения кубической текстуры при последующей рекристаллизации сплавов по сравнению со значениями энергии дефектов упаковки.

АКШЕНЦЕВ Ю.Н., ГЕРВАСЬЕВА И.В., ЕГОРОВА Л.Ю., КАЗАНЦЕВ В.А., РОДИОНОВ Д.П., СУАРИДЗЕ Т.Р., ХЛЕБНИКОВА Ю.В. — 2015 г.

Проведено исследование процесса текстурообразования в лентах из ряда бинарных и тройных медных сплавов при холодной деформации прокаткой со степенями 98.6–99% и последующем рекристаллизационном отжиге. Показана принципиальная возможность создания многокомпонентных сплавов на базе бинарного Cu–30% Ni, дополнительно легированного элементами, упрочняющими ГЦК-матрицу, такими, как железо или хром. Возможность получения совершенной кубической текстуры в тонкой ленте из бинарных и тройных медных сплавов открывает перспективу использования их в качестве подложек в технологии производства ВТСП-кабелей второго поколения. Определены оптимальные режимы отжига, позволяющие получить в сплавах CuМе и Cu(30–40)NiMe (Me = Fe, Cr, Mn) совершенную биаксиальную текстуру с содержанием кубических зерен {001} 100 на поверхности ленты более 94%. Оценка механических свойств текстурованных лент из исследованных сплавов демонстрирует превышение предела текучести в 2.5–4.5 раза по сравнению с текстурованной лентой из чистой меди.

БЛАГОДАТКОВ Д.В., КАМЕНСКИЙ И.Ю., МИЛЯЕВ М.А., НАУМОВА Л.И., ПРОГЛЯДО В.В., УСТИНОВ В.В., ЧЕРНЫШОВА Т.А. — 2015 г.

Методом магнетронного напыления приготовлены спиновые клапаны композиции Ta/Ni80Fe20 Co90Fe10/Cu/Co90Fe10/Ru/Co90Fe10/Fe50Mn50/Ta. Исследованы изменения функциональных характеристик спиновых клапанов в температурном интервале от –180 до +160°С. Показано, что максимальная температура, при которой сохраняются функциональные характеристики спинового клапана, зависит от соотношения толщин слоев Co90Fe10, разделенных прослойкой Ru.

БЫКОВ В.А., КУЛИКОВА Т.В., ФИЛИППОВ В.В., ШУНЯЕВ К.Ю., ЯГОДИН Д.А. — 2015 г.

Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, лазерной вспышки, дилатометрии и вращающегося магнитного поля впервые исследованы теплофизические и электрические свойства эквиатомного сплава Cu50Zr50 в закаленном и отожженном состояниях от комнатной температуры до 1100 K. По результатам измерений теплоемкости, температуропроводности и плотности рассчитан коэффициент теплопроводности. Определены последовательность и температуры структурных превращений в закаленном сплаве Cu50Zr50 при его нагреве. Проведена оценка электронной составляющей теплопроводности с помощью закона Видемана–Франца–Лоренца. Установлено, что данный закон хорошо выполняется для закаленного образца выше 600 K, а для отожженного образца начиная c 900 K. С понижением температуры наблюдается рост решеточного вклада, что свидетельствуют о заметном влияние сильного химического взаимодействия между медью и цирконием на процесс тепло- и электро переноса.

ЧЕМБАРИСОВА Р.Г. — 2015 г.

На основе модели упругопластической среды с учетом кинетики пластической деформации исследовано деформационное поведение Cu в условиях высокоскоростной деформации. Получены данные об эволюции дислокационной подсистемы: средняя плотность дислокаций, плотность подвижных дислокаций, скорость скольжения дислокаций, концентрация деформационных вакансий, плотность двойников. Проведена оценка коэффициента аннигиляции винтовых дислокаций в зависимости от давления и температуры. Показано, что интенсивные сдвиговые напряжения, реализующиеся при высокоскоростной деформации, могут привести к значительному увеличению концентрации вакансий. Проведена оценка времени аннигиляции дислокаций при их неконсервативном движении. Показано, что оно значительно больше времени самого процесса деформирования образцов, что позволяет исключить аннигиляцию дислокаций при их неконсервативном движении из числа активных механизмов деформации.

БАРАНОВА И.А., ЕЛСУКОВ Е.П., ЗАГАЙНОВ А.В., УЛЬЯНОВ А.И., УЛЬЯНОВ А.Л., ЧУЛКИНА А.А. — 2015 г.

Исследовано влияние легирующего элемента Cr на структуру, параметры сверхтонких взаимодействий, магнитные свойства нанокомпозитов составов (Fe1 - xCrx)75C25, где х = 0.01–0.10, полученных механическим синтезом c последующим отжигом. Установлено, что легирование хромом понижает коэрцитивную силу, намагниченность насыщения и температуру Кюри цементита. В то же время легирование хромом повышает стабильность цементита к термическим воздействиям.

БАЖЕНОВ В.Е., КАПУТКИНА Л.М., КИНДОП В.Э., СВЯЖИН А.Г., СИВКА Е., СКУЗА З. — 2015 г.

Одной из технологических проблем при легировании жидкой стали азотом является выделение азота в газовую фазу при затвердевании стали и образование азотных пузырей и пористости в слитке, вследствие чего не полностью используются возможности азота как легирующего элемента. Образование пузырей и пор в нержавеющих сталях, легированных азотом, происходит гетерогенно и лимитируется скоростью десорбции азота с поверхности жидкого металла в пузырь. Поэтому целесообразно в качестве критической определить концентрацию азота в стали, при которой в процессе равновесной кристаллизации содержание азота в остаточной жидкой фазе при всех температурах существования двухфазного твердо-жидкого состояния не превышает его растворимости в остаточной жидкости при данном давлении. Затем полученную величину необходимо уточнять экспериментально для конкретных условий затвердевания стали. Для расчета концентрации азота в образующихся фазах можно использовать программный продукт Thermo-Calc.

ЕЛСУКОВ Е.П., ЗАГАЙНОВ А.В., УЛЬЯНОВ А.И., УЛЬЯНОВ А.Л., ЧУЛКИНА А.А. — 2015 г.

С помощью мёссбауэровских методов и магнитных измерений исследовано формирование фаз в процессе механосинтеза в шаровой планетарной мельнице нанокомпозита (Fe0.93Cr0.07)75C25 с последующими отжигами при различных температурах. Показано, что на начальном этапе механосинтеза образуется аморфная Fe–C-фаза, а затем аморфная Fe–Cr–C-фаза, из которой в процессе дальнейшего механосинтеза формируется легированный цементит. Обнаружено, что изменение исходного состава (Fe0.93Cr0.07)75C25-порошков до 5 мас. % за счет продуктов намола с размольных шаров, изготовленных из стали ШХ-15, практически не оказывает влияние на фазовый состав, удельную намагниченность насыщения и коэрцитивную силу образцов, отожженных в течение 1 ч при 800°C.

ДОРОДНИКОВ А.Н., КУЗЬМИН Е.В., КУЗЬМИН С.В., ЛЫСАК В.И., ПЕЕВ А.П. — 2015 г.

Представлены результаты воздействия ультразвука на свариваемые взрывом материалы. Установлено, что одновременное воздействие ультразвуковых колебаний на свариваемые материалы в условиях сварки взрывом оказывает существенное влияние на структуру и свойства околошовной зоны полученных соединений.

ЗОЛОТОРЕВСКИЙ Н.Ю., РЫБИН В.В., УШАНОВА Э.А. — 2015 г.

На примере микроструктуры зоны соединения листовых заготовок меди, полученного сваркой взрывом, с помощью EBSD-анализа исследовали механизм формирования фрагментированной структуры. Процесс структурообразования включал в себя, помимо образования границ деформационного происхождения, также деформационное двойникование и динамическую рекристаллизацию. Предложен метод компьютерного анализа распределений межфрагментных разориентировок, позволяющий определить парциальные вклады различных механизмов фрагментации и оценить параметры распределения. На основе проведенного анализа рекомендовано выбирать металлы, склонные к деформационному двойникованию, для получения ультрамелкозернистых материалов.

ТИУНОВ В.Ф. — 2015 г.

Исследованы особенности поведения доменной структуры монокристаллов Fe–3% Si, перемагничиваемых во вращающихся магнитных полях в интервале частот f = 20–250 Гц и амплитуд индукций Bm = 0.25–1.5 Тл. Установлено, что по мере увеличения частоты вращения поля непрерывно растет объем образца, перемагничиваемого смещением 90-градусных доменных границ внутренних С-доменов. Наблюдаемая перестройка доменной структуры позволила качественно объяснить особенности изменения частотного хода магнитных потерь при вращательном перемагничивании образцов в исследуемом интервале индукций.

АНТОНОВ Б.Д., АНТОНОВА О.В., ВОЛКОВ А.Ю., НОВИКОВА О.С. — 2015 г.

Продемонстрирована возможность интенсивной пластической деформации (ИПД) сплава Cu–47Pd (ат. %) путем прокатки слитка при комнатной температуре на высокие степени без промежуточных отжигов. Изучены микроструктура и физико-механические свойства лент толщиной 100 и 4.5 мкм в исходном, сильно деформированном состоянии (истинная степень деформации 4.4 и 7.5, соответственно), а также после термообработок различной продолжительности. Высокая пластичность сплава при прокатке объясняется процессами возврата, которые протекают в материале в ходе ИПД. При температуре 400°С обнаружено формирование однофазного, упорядоченного по типу B2 состояния, что расходится с фазовой диаграммой.

ДЬЯКОНОВ Г.С., ЖЕРЕБЦОВ С.В., КЛИМОВА М.В., САЛИЩЕВ Г.А. — 2015 г.

С использованием метода дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) и просвечивающей электронной микроскопии проведен анализ эволюции микроструктуры титана в ходе прокатки при криогенной температуре (Т = –196°С). Обнаружено, что интенсивное развитие двойникования при криогенной температуре деформации ускоряет кинетику измельчения микроструктуры. Проведен количественный анализ эволюции микроструктуры титана при криогенной прокатке, показано, что на начальных этапах эволюция структуры в основном связана с механическим двойникованием. В области средних и больших степеней деформации происходит развитие субструктуры и формирование высокоугловых границ деформационного происхождения. Установлено, что прокатка до суммарной степени деформации = 93% (е = 2.6) при Т = –196°С приводит к формированию в титане микроструктуры с размером зерен/субзерен около 80 нм. Обсуждается вклад механического двойникования и дислокационного скольжения в структурные преобразования титана при криогенной прокатке с ростом степени деформации.

ПОПОВ В.В., СЕРГЕЕВ А.В. — 2015 г.

Методом эмиссионной мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Co(57Fe) исследованы границы зерен поликристаллического молибдена. Показано, что атомы Со диффундируют по границам зерен по межузельному механизму. Проанализировано состояние атомов Со в границах зерен и приграничных областях кристаллитов. Оценены значения эффективного коэффициента диффузии в приграничных областях кристаллитов. Определена температурная зависимость коэффициента зернограничной сегрегации Со в Mo.

ВЫШИВАНАЯ И.Г., РЕПЕЦКИЙ С.П., СКОТНИКОВ В.А., ЯЦЕНЮК А.А. — 2015 г.

На основе модели сильной связи с использованием обменно-корреляционных потенциалов в теории функционала плотности исследована электронная структура графена с примесью азота. В качестве базиса выбираются волновые функции 2s-, 2p-состояний нейтральных невзаимодействующих атомов углерода. При исследовании матричных элементов гамильтониана учитывались первые три координационные сферы. Установлено, что гибридизация зон приводит к расщеплению энергетического спектра электронов в области энергии Ферми. Благодаря перекрыванию энергетических зон упомянутая выше щель проявляется как квазищель, в области которой плотность электронных состояний имеет значительно меньшее значение по сравнению с остальной областью спектра. Установлено, что с увеличением концентрации азота электропроводность графена уменьшается. Поскольку с увеличением концентрации азота плотность электронных состояний на уровне Ферми растет, то уменьшение электропроводности обусловлено более резким уменьшением времени релаксации электронных состояний.

ПАНОВ Д.О., СИМОНОВ Ю.Н., СМИРНОВ А.И., СПИВАК Л.В. — 2015 г.

Исследованы процессы аустенитизации при непрерывном нагреве в межкритическом интервале температур низкоуглеродистой стали 10Х3Г3МФ в исходно холоднодеформированном состоянии. Методами дилатометрии, дифференциальной сканирующей калориметрии и просвечивающей электронной микроскопии показано, что процесс аустенитизации исследованной стали включает три этапа. По результатам исследования построена термокинетическая диаграмма образования аустенита стали 10Х3Г3МФ, определены критические точки Ас1 и Ас3, а также температурные интервалы образования аустенита на каждом этапе -превращения при нагреве со скоростями от 0.6 до 400°С/с.

БАШЕВ В.Ф., КУШНЕРЕВ А.И. — 2014 г.

Впервые исследована структура и механические свойства многокомпонентных высокоэнтропийных сплавов CoCrCuFeNiSnх (х = 0.5; 1) в литом и жидкозакаленном (скорость охлаждения 106 К с-1) состояниях. Установлено одновременное формирование в структуре двух твердых растворов. Получены высокие значения микротвердости и плотности дислокаций в жидкозакаленных образцах.