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

Архив научных статейиз журнала «Физика металлов и металловедение»

  • РАСЧЕТ ЭНЕРГИИ СМЕШЕНИЯ СПЛАВОВ FE-CR ПЕРВОПРИНЦИПНЫМИ МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

    МИРЗАЕВ Д.А., МИРЗОЕВ А.А., ЯЛАЛОВ М.М. — 2004 г.

    Рассмотрены зависимости средних магнитных моментов на атом и энергии смешения сплава от концентрации хрома в твердом растворе замещения железа. Сделана попытка объяснить аномальное поведение характеристик сплавов (ближнее упорядочение, точка Кюри, электросопротивление, параметр кристаллической решетки) при очень малых концентрациях хрома (менее 10 ат. %). Появление атома хрома вызывает возмущение магнитной структуры в обширной зоне решетки α-железа, окружающей атом. Образуется некий кластер, сильно отличающийся по свойствам от чистого вещества. При увеличении концентрации зоны магнитного возмущения в решетке железа начинают перекрываться, что приводит к области х Cr > 0.03 к уменьшению энергии взаимодействия хром-железо. При дальнейшем росте концентрации хрома параметры взаимодействия мало зависят от концентрации.

  • РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕДИ И НИКЕЛЕ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДАМИ РКУ-ПРЕССОВАНИЯ. III. АНОМАЛЬНЫЙ РОСТ ЗЕРЕН. МОДЕЛЬ

    ГРЯЗНОВ М.Ю., КОПЫЛОВ В.И., МАКАРОВ И.М., НОХРИН А.В., ЧУВИЛЬДЕЕВ В.Н. — 2004 г.

    Описана модель, позволяющая объяснить экспоненциальный характер роста зерен на начальной стадии рекристаллизации в микрокристаллических меди и никеле, полученных методами РКУ-прессования. Показано, что в микрокристаллических металлах начало процесса рекристаллизации контролируется процессом возврата дефектов в неравновесных границах зерен. Возврат протекает таким образом, что число границ, способных к интенсивной миграции, экспоненциально нарастает со временем, и, соответственно, средний размер зерна в ансамбле оказывается экспоненциально зависящим от времени. Проведено сопоставление полученных выражений с экспериментальными данными по росту зерен в микрокристаллических меди и никеле.

  • РЕЛАКСАЦИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ СТРУКТУРЫ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В НАНОКРИСТАЛЛАХ

    БАЧУРИН Д.В., НАЗАРОВ А.А. — 2004 г.

    Исследована кинетика релаксации жесткого сдвига в границах зерен (ГЗ) нанокристаллов в рамках модели диффузионного переноса вещества. Показано, что ГЗ в нанокристаллах могут релаксиро-вать путем жесткого сдвига при достаточно высокой температуре и принять равновесную конфигурацию, обладающую упорядоченной атомной структурой.

  • РОЛЬ ГРАНИЦ РАЗНОГО ТИПА В НАКОПЛЕНИИ КРИВИЗНЫ КРУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА NI 3FE В СОСТОЯНИИ С ДАЛЬНИМ АТОМНЫМ ПОРЯДКОМ

    КОЗЛОВ Э.В., КОНЕВА Н.А., ПЕРЕВАЛОВА О.Б. — 2004 г.

    Методами просвечивающей дифракционной электронной микроскопии установлено, что тройные стыки границ зерен и фасетки специальных границ являются источниками кривизны-кручения кристаллической решетки в сплаве Ni 3Fe с дальним порядком. Кривизна-кручение решетки χ вблизи фасеток специальных границ наблюдается при ε≥ 0.04, вблизи тройных стыков - при ε ≥ 0.1. С ростом степени деформации ε значения χ увеличиваются как в приграничной области стыков зерен, так и вблизи фасеток специальных границ. Установлено, что кривизна-кручение решетки χ тем больше, чем больше плотность зернограничных линий.

  • САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРАДИЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С КЕРАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ НА ОСНОВЕ ТIВ 2-TIN И ТI 5SI 3-TIN

    АКУЛИНИН П.В., КОИЗУМИ С., ЛЕВАШОВ Е.А., ОХЬЯНАГИ М., СВИРИДОВА Т.А., СОРОКИН М.Н., ХОСОМИ С. — 2004 г.

    Впервые изучены особенности фазо- и структурообразования алмазосодержащих функционально-градиентных материалов (ФГМ) с керамической связкой на основе диборида и нитрида титана ТiВ 2-TiN, а также силицида и нитрида титана Тi 5Si 3-TiN. Исследовано влияние массы “химической печки” на остаточную прочность алмаза в алмазоносном слое СВС-ФГМ. Для связки на основе диборида и нитрида титана наибольшая остаточная прочность алмазных зерен составляет 24 Н для образца с 12.5 об. % алмаза и 29 Н для образца с 25 об. % алмаза в шихтовом слое, при исходной прочности алмаза в 37 Н. Для связки на основе силицида и нитрида титана, при той же исходной прочности алмазных зерен, остаточная прочность алмаза в продуктах синтеза составляет 32.5 и 28.7 Н для образцов с 12.5 и 25 об. % алмаза соответственно. Показано положительное влияние 5%-ной добавки гидрида титана в шихтовой алмазосодержащий слой на сохранность алмаза для связки на основе диборида и нитрида титана. Найдены оптимальные условия, обеспечивающие возможность получения качественных продуктов с высокой степенью сохранности и прочности алмазных зерен.

  • СВОЙСТВА ВИХРЕПОДОБНЫХ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В МАГНИТНО-ТРЁХОСНЫХ ПЛЁНКАХ

    КАССАН-ОГЛЫ Ф.А., КОРЗУНИН Л.Г., ФИЛИППОВ Б.Н. — 2004 г.

    В рамках микромагнитного подхода путем численной минимизации полного функционала энергии, точно учитывающего обменное, магнитноанизотропное и диполь-дипольное взаимодействия, проведено исследование статических свойств (структуры, энергии и толщины границ) вихреподобных стенок в магнитных пленках железа с поверхностями типа (001) и (110) в зависимости от магнитных параметров и толщины пленки. Для достаточно толстых пленок (≥300 нм) с (110)-поверхностью предсказано существование асимметрично-вихревых стенок нового типа, содержащих внутри вихрей участки с намагниченностями, ориентированными вдоль двух осей легкого намагничивания, наклоненных к поверхностям пленки. В отличие от массивных материалов, в пленках (001)-типа, расщепление 180-градусной стенки, параллельной плоскости (010), не происходит, что связано со стабилизирующей ролью диполь-дипольного взаимодействия. Показано, что включение одноосной наведенной анизотропии не меняет этого вывода.

  • СВОЙСТВА И ЭВОЛЮЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СПИРАЛЬНЫХ ДОМЕНОВ В АНГЕРНОМ СОСТОЯНИИ ВЫСОКОАНИЗОТРОПНОЙ ПЛЕНКИ ФЕРРИТА-ГРАНАТА

    КАНДАУРОВА Г.С., ОСАДЧЕНКО В.Х. — 2004 г.

    Впервые изучены процессы возникновения, формирования, дальнейшей эволюции и разрушения многовитковых динамических спиральных доменов (СД) в ангерном состоянии высокоанизотропной пленки феррита-граната в низкочастотном переменном магнитном поле (0.3-6.0 кГц). Определены геометрические и динамические параметры спиралей на разных стадиях их существования, а также зависимости параметров СД от частоты и амплитуды поля. Показано поведение нескольких СД на различных этапах их взаимодействия друг с другом, включая моменты исчезновения некоторых из них.

  • СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ РАССЕЯНИЯ В СИСТЕМАХ ИЗ ВЫСОКОАНИЗОТРОПНЫХ МАГНЕТИКОВ

    АВРАМЕНКО Б.А., БЕЛОЗОРОВ Д.П., РАВЛИК А.Г., САМОФАЛОВ В.Н. — 2004 г.

    Рассчитаны и измерены магнитные поля рассеяния различных систем из постоянных магнитов с большой магнитной анизотропией. Показано, что напряженность этих полей превышает значение индукции материала магнитов в несколько раз. Такие системы являются источниками сильных высокоградиентных магнитных полей, у которых величина ИЧИ может достигать значений 10 10-10 11 Э 2/см. Сделаны оценки предельно достижимых полей и их градиентов.

  • СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ПЛЕНОК ПЛЮМБИДА ТАНТАЛА ТА 3РB

    ВОЛОДИН В.Н., ЖАКАНБАЕВ Е.А., ТУЛЕУШЕВ А.Ж., ТУЛЕУШЕВ Ю.Ж. — 2004 г.

    Впервые непосредственным магнетронным распылением и соосаждением тантала и свинца на подложки из молибдена и вольфрама получены покрытия, представляющие собой раствор свинца в кубическом α-Та (до 2.5 ат. % Рb), раствор свинца в тетрагональном β-Та (до 30 ат. % Рb). В интервале концентраций от 30 до 60 ат. % свинец выделяется в отдельную фазу, сосуществующую с его твердым раствором в β-Та. При концентрации свинца более 60 ат. % покрытия состоят из смеси свинца и аморфной фазы Та-Рb переменного состава. Определены параметры решетки каждой из фаз. Нагревом покрытий с концентрацией свинца 18-35 ат. % при 1700°С впервые синтезирован интерметаллид Та 3РЬ со структурой А15 и определены межплоскостные расстояния для идентификации соединения. Криогенными испытаниями установлено отсутствие сверхпроводимости пленки Та 3Рb до 4.2 К.

  • СКОРОСТНАЯ И МАСШТАБНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ НЕУСТОЙЧИВОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАНО-И МИКРОИНДЕНТИРОВАНИИ AL-2.7%MG СПЛАВА

    ГОЛОВИН Ю.М., ИВОЛГИН В.И., ЛЕБЕДКИН М.А., СЕРГУНИН Д.А. — 2004 г.

    Проведено сравнительное экспериментальное исследование неустойчивого пластического течения при динамическом микроиндентировании Al-Mg сплава в условиях линейного нарастания силы, приложенной к индентору, а также постоянной средней скорости относительной деформации ‹ε›. Установлено, что в первом приближении частота следования скачков деформации пропорциональна ‹έ›, а их величина - текущей глубине отпечатка. Показано также, что эти зависимости определяются величиной максимального относительного упрочнения сплава по твердости между последовательными релаксациями напряжения.

  • СЛАБЫЙ ЗОННЫЙ АНТИФЕРРОМАГНЕТИЗМ НИТРИДА УРАНА

    СИЛИН В.П., СОЛОНЦОВ А.З. — 2004 г.

    Интерес к легким актинидам: урану, плутонию и их соединениям, помимо необычных электронных свойств, обусловленных эффектами коллективизации 5 f-электронов и приводящих к новым физическим явлениям: тяжелым фермионам, нетривиальной сверхпроводимости и т.д., обусловлен их широким практическим использованием в качестве ядерного топлива. Среди различных видов топлива одним из наименее изученных является плотное нитридное топливо (U-Pu)N для перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Благодаря малости расстояний между атомами актинидов оно должно обладать аномальными физическими свойствами, исследование которых необходимо для прогнозирования его поведения в реакторных условиях и при его хранении. В настоящей работе дан краткий обзор аномальных структурных, электронных и магнитных свойств соединения UN, которое является коллинеарным металлическим антиферромагнетиком с кристаллической решеткой типа NaCl. Показано, что нитрид урана является слабым зонным антиферромагнетиком и представляет собой одну из наиболее простых магнитных систем, на примере которой могут быть исследованы фундаментальные проблемы физики сильно коррелированных электронных состояний.

  • СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СУЛЬФИДОВ В ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ

    ГЛЕБОВ А.Г., КУЗЬКО Е.И., ПАНТЕЛЕЕВ Г.В., ШТРЕМЕЛЬ М.А. — 2004 г.

    Для 21 плавки мартеновской стали с 0.008-0.022% S из металлографических измерений найдено кумулятивное распределение сульфидов крупнее 2 мкм: P(x) = P 0x -(a + blogx). Оно не сводится ни к логарифмически нормальному (для которого а = 0), ни к распределению Парето (соответствующему b = 0). Каждый сульфид крупнее, чем 14-33 мкм, давал пятно серного отпечатка, диаметр которого превышает длину сульфида под ним вдвое и более. Трети пятен (наиболее крупных) соответствуют группы сульфидов. Из координат пятен вычислимы характеристики неоднородности размещения крупных сульфидов: макро- по толщине листа и мезо- их “отталкивания” и объединения в цепочки.

  • СТАДИЙНОСТЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ И МАКРОЛОКАЛИЗАЦИЯ ДЕФОРМАЦИИ В ПОЛИКРИСТАЛЛАХ FE-3%SI

    ДАНИЛОВ В.И., ЗУЕВ Л.Б., КУНАВИНА М.А., РУЗАНОВА Ю.В., ШЛЯХОВА Г.В. — 2004 г.

    Рассмотрены данные о характере локализации пластического течения в поликристаллическом сплаве Fe-3%Si. Установлены основные количественные сведения о картинах локализованной деформации на стадиях линейного упрочнения и предразрушения. Измерена скорость распространения волн локализованной пластической деформации. Подтверждена общность ранее установленных закономерностей о связи картин локализованной деформации с законом деформационного упрочнения, действующим на разных стадиях процесса пластического течения.

  • СТРУКТУРА И АБРАЗИВНАЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЗАКАЛЕННЫХ И ОТПУЩЕННЫХ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

    КОРШУНОВ Л.Г., МАКАРОВ А.В., СОЛОДОВА И.Л., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ЯКОВЛЕВА И.Л. — 2004 г.

    Исследованы закономерности изнашивания при скольжении по закрепленному абразиву высокоуглеродистых (0.83-1.84 мас. % С) сталей, подвергнутых закалке в воде (790-1200°С), обработке холодом (-196°C) и отпуску (75-700°С). Установлено влияние остаточного аустенита и концентрации углерода в мартенсите на сопротивление разрушению сталей в условиях микрорезания (изнашивание по корунду) и пластического оттеснения (изнашивание по кремню). При реализации механизма пластического оттеснения в значительно большей степени проявляется отрицательная роль повышенной хрупкости высокоуглеродистого (более 1% С) мартенсита. Присутствие в закаленных заэвтектоидных сталях 60-70 об. % остаточного аустенита может оказывать на износостойкость как положительное (в условиях микрорезания), так и отрицательное (в условиях пластического оттеснения) воздействие. Выявлено положительное влияние метастабильного остаточного аустенита на сопротивление изнашиванию сталей, подвергнутых закалке и низкому отпуску. Рассмотрено влияние на абразивную износостойкость первичного избыточного цементита (в количестве до 11 мас. %), графитных включений, размера зерна, а также степени коагуляции и обьемной доли карбидов отпуска. Электронно-микроскопическим, рентгеновским и металлографическим методами изучены структурные изменения в сталях при изнашивании.

  • СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УРАЛЬСКОГО СВАРОЧНОГО ЖЕЛЕЗА

    РОДИОНОВ Д.П., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ФИЛИППОВ Ю.И. — 2004 г.

    Рассмотрены особенности структуры и измерены некоторые механические свойства образцов сварочного (кричного) железа, произведенного в ХVIII-ХIХ веках на Уральских заводах. Результаты сопоставлены со свойствами и структурой современного технического железа.

  • СТРУКТУРА И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NB 3РB

    ВОЛОДИН В.Н., ТУЛЕУШЕВ А.Ж., ТУЛЕУШЕВ Ю.Ж. — 2004 г.

    При температуре 1150°С из пленок твердых растворов свинца в ниобии, полученных методом совместного соосаждения потоков металлсодержащей плазмы на подвижную подложку, в интервале концентраций от 11.1 до 22.7 ат. % свинца осуществлен синтез интерметаллического соединения Nb 3Рb и определен параметр его решетки во всем исследованном интервале. Установлено, что параметр решетки Nb 3Рb остается постоянным и равным 0.5952 нм при синтезе интерметаллида из исходных твердых растворов. Определено, что критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние пленки Nb 3Рb, синтезированной из твердого раствора с 20.9 ат. % свинца, составляет 5.6 К, при этом значение критической плотности тока определено не меньше, чем 4 х 10 4 А см -2.

  • СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАСТАБИЛЬНОГО ß-СПЛАВА, СОСТАРЕННОГО ПОСЛЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

    ИЛЛАРИОНОВ А.Г., ЛИТВИНОВ А.В., ЛИТВИНОВ В.С., РУСАКОВ Г.М. — 2004 г.

    Электронно-микроскопическим и рентгеноструктурным методами исследованы фазовые и структурные превращения в многокомпонентном (5.05 масс.%Мо - 4.95V - 3.00Cr - 3.05A1) метастабильном β-сплаве титана при старении после пластической деформации. Сплав деформировался двойникованием по системе {332} ( 113), и уже на начальных стадиях в его структуре образуется двойникованный каркас, деформирующийся при дальнейшем нагружении вторичным двойникованием, что и обусловливает высокую пластичность сплава. При отжиге в α-фазу превращаются деформационные двойники - “пластичный” двойниковый каркас заменяется “жестким” каркасом из пластин α-фазы. Старение повышает предел текучести сплава, но резко уменьшает его пластичность.

  • СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТI-SI-N-ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ СВС-МИШЕНЕЙ

    ДЬЯКОНОВА Н.Б., КИРЮХАНЦЕВ-КОРНЕЕВ Ф.В., ЛЕВАШОВ Е.А., ЛЯСОЦКИЙ И.В., ШЕВЕЙКО А.Н., ШТАНСКИЙ Д.В. — 2004 г.

    Выполнено сравнительное исследование структуры и свойств трехкомпонентных тонких пленок в системе Ti-Si-N, полученных магнетронным распылением композиционных мишеней составов Тi 5Si 3 + ТiN и Тi 5Si 3 + Тi в среде аргона или газовой смеси аргона с азотом. Методами оже-электрон-ной спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано влияние состава мишени, параметров магнетронного распыления (парциального давления азота, температуры подложки и напряжения смещения) на структуру, химический и фазовый состав покрытий. Определены твердость, модуль упругости, упругое восстановление, износостойкость и коэффициент трения. Показано, что по своим физико-механическим и трибологическим свойствам покрытия Ti-Si-N превосходят традиционные покрытия на основе нитрида титана. Пленки Ti-Si-N, осажденные при оптимальных режимах, имели твердость 30-35 ГПа, модуль упругости 220-250 ГПа, коэффициент трения 0.5-0.6 и скорость сухого износа (1.3-1.4) х 10 -6 мм 3 Н -1 м -1.

  • СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ У8 ПОСЛЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ. I. РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

    ДЕГТЯРЕВ В.Н., КАРЬКИНА Л.Е., МОРОЗОВ С.А., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., УРЦЕВ В.Н., ХЛЕБНИКОВА Ю.В., ЯКОВЛЕВА И.Л. — 2004 г.

    Исследован фазовый состав и механические свойства углеродистой эвтектоидной стали У8 после горячей деформации кручением в интервале температур 650-900°С. Показано, что для образцов, деформированных выше температуры фазового перехода (900-750°С), образование смешанной перлито-мартенситной или полностью перлитной структуры определяется временем последеформационной изотермической выдержки при 650°С. Для образцов, деформированных в межкритическом интервале температур (700-650°С), образование смешанной перлито-мартенситной структуры определяется суммарным временем деформирования и последующей выдержки при 650°С. В двухфазных образцах обьемная доля перлитной составляющей в структуре увеличивается от центра к периферии образца. Впервые обнаружено, что с ростом степени предварительной деформации ε характер разрушения образцов с полностью перлитной структурой меняется от вязкого в центральной части, где ε = 0, к хрупкому на периферии, где ε = max.

  • СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ У8 ПОСЛЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ. II. ДЕФОРМАЦИЯ В АУСТЕНИТНОМ СОСТОЯНИИ

    ДЕГТЯРЕВ В.Н., КАРЬКИНА Л.Е., МОРОЗОВ С.А., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., УРЦЕВ В.Н., ХЛЕБНИКОВА Ю.В., ЯКОВЛЕВА И.Л. — 2004 г.

    Методом электронной микроскопии с применением g ∙ b-анализа исследована структура углеродистой эвтектоидной стали У8 после горячей деформации кручением в интервале температур 900-750°С. Экспериментально показано, что дислокационная структура деформированного аустенита наследуется структурными составляющими перлита при последующем фазовом превращении (в большей степени цементитом, чем ферритом). Наблюдение высокой плотности дислокаций в цементитной составляющей перлита указывает на то, что большая часть наследуемых дислокаций является неподвижными.