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

ХАЙМОВИЧ П.А., ЧЕРНЯЕВА Е.В., ШУЛЬГИН Н.А. — 2014 г.

Проведены измерения механических характеристик и параметров акустической эмиссии при индентировании сплава ВТ1-0, подвергнутого барокриодеформированию при 77 К. Выявлены корреляции акустических параметров с микротвердостью.

ЗАВАЛИШИН В.А., КАЛИНИН Г.Ю., КАТАЕВА Н.В., КОСТИН С.К., МУШНИКОВА С.Ю., ПЕЧЕРКИНА Н.Л., САГАРАДЗЕ В.В., ФИЛИППОВ Ю.И. — 2014 г.

Определены структурные изменения и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) азотсодержащих аустенитных сталей 04Х20Н6Г11М2АФБ и 09Х20Н6Г11М2АФБ (с 0.04 и 0.09 мас. % С соответственно) после различных обработок, включающих термомеханическое воздействие, закалку от 1200°С, старение при 700°С в течение 2 и 10 ч. Показано, что старение при 700°C аустенитной стали 09Х20Н6Г11М2АФБ открытой выплавки снижает прочность образцов с наведенной трещиной при консольном изгибе на воздухе и в 3.5% водном растворе NaCl по сравнению с прочностью стали 04Х20Н6Г11М2АФБ-ЭШП с меньшим содержанием углерода после ВТМО или закалки от 1200°С. Наименьшее сопротивление КРН наблюдается в образцах стали 09Х20Н6Г11М2АФБ после 10-часового старения, которое сопровождается наиболее интенсивной акустической эмиссией и хрупким межзеренным разрушением, что объясняется высокой скоростью анодного растворения металла вблизи обедненных хромом границ зерен за счет образования непрерывных цепочек зернограничных хромсодержащих выделений карбидов и нитридов.

КАРЬКИН И.Н., КАРЬКИНА Л.Е., КУЗНЕЦОВ А.Р. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики (МД) изучены -поверхности в плоскостях (001), (100) и (010) цементита. Выявлены векторы сдвига, отвечающие стабильным дефектам упаковки. Методами МД и ab initio определена энергия этих ДУ. Оценена энергия нестабильных ДУ, характеризующих склонность материала к пластической релаксации. Предложены реакции расщепления полных дислокаций, обсуждается возможность распространения дефектов упаковки в изученных плоскостях.

КАРЬКИН И.Н., КАРЬКИНА Л.Е. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики изучены -поверхности в (103), (101), (102), (201) и (301) плоскостях, содержащих вектор Бюргерса [010] полной дислокации в цементите. Выявлены векторы сдвига, отвечающие стабильным дефектам упаковки, определена энергия этих ДУ. Оценена энергия нестабильных дефектов упаковки, характеризующих склонность материала к пластической релаксации. Предложены реакции расщепления дислокации [010] на две частичные в плоскостях (101) и (103). Установлено, что плоскости (103) характеризуются большим числом локальных минимумов с низкой энергией.

ЗУБКОВА Т.А., КАРЬКИН И.Н., КАРЬКИНА Л.Е. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики изучены -поверхности в плоскостях цементита, содержащих вектор Бюргерса [100]. Выявлены векторы сдвига, отвечающие стабильным дефектам упаковки, определена энергия этих ДУ. Оценена энергия нестабильных ДУ, характеризующих склонность материала к пластической релаксации. Установлено, что во всех изученных плоскостях, кроме плоскости (013), дислокации с вектором Бюргерса [100] являются не расщепленными. Выявлены плоскости, наиболее вероятные для скольжения этих дислокаций. Обсуждается возможность распространения дефектов упаковки в изученных плоскостях, предложены реакции расщепления полных дислокаций с вектором Бюргерса [100] в плоскости (013).

БАННИКОВА Н.С., БЕБЕНИН Н.Г., КРИНИЦИНА Т.П., МИЛЯЕВ М.А., НАУМОВА Л.И., ПРОГЛЯДО В.В., УСТИНОВ В.В., ЧЕРНЫШОВА Т.А. — 2014 г.

Исследована зависимость гистерезиса магнитосопротивления от угла между приложенным в плоскости слоев магнитным полем и осью легкого намагничивания для спиновых клапанов композиции [Ta, (Ni80Fe20)60Cr40] /Ni80Fe20/Co90Fe10/Cu/Co90Fe10/Mn75Ir25/Ta. В спиновых клапанах с сильным межслойным взаимодействием при малом отклонении магнитного поля от оси легкого намагничивания было обнаружено резкое – до десятых долей эрстеда – сужение петли гистерезиса перемагничивания свободного слоя. На основе анализа угловых зависимостей гистерезиса определены критические углы, при которых происходит смена моды перемагничивания. В рамках модели когерентного вращения намагниченности Стонера–Вольфарта дана теоретическая оценка углов, при которых происходит переход к безгистерезисному перемагничиванию для клапанов с сильным межслойным взаимодействием.

БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А., НАУМОВ С.В., РОМАНОВ Е.П. — 2014 г.

Исследовано влияние химического состава некоторых перовскитоподобных купратов, манганитов и кобальтита на способность взаимодействовать с кислородом и парами воды атмосферы отжига при t = 200–400°C. Частичное замещение и легирование соединений LnBa2Cu3Oy приводит к повышению их устойчивости по отношению к агрессивным компонентам газовой фазы (H2O, CO2). Установлено, что поглощать кислород и влагу из атмосферы отжига способны только соединения, в структуре которых имеются кислородные вакансии нескольких типов.

ИВАНОВ О.А., МИНИНА О.А., ПАВЛОВА И.О., СКУЛКИНА Н.А. — 2014 г.

Исследовали взаимодействие с водяным паром поверхности лент аморфных магнитомягких сплавов с положительной магнитострикцией насыщения на основе железа и влияние этого взаимодействия на распределение намагниченности и магнитные свойства Результаты исследования показали, что во время термической обработки на воздухе взаимодействие поверхности лент аморфных магнитомягких сплавов с водяным паром при нагревании образцов и на начальной стадии изотермической выдержки оказывает существенное влияние на распределение намагниченности и формируемый уровень магнитных свойств. Предварительная обработка при комнатной температуре водяным паром поверхности ленты в закаленном состоянии способствует увеличению псевдоодноосных растягивающих напряжений вдоль оси ленты из-за образования во время отжига повышенной концентрации внедренных в поверхность ленты атомов водорода и кислорода в этом направлении. При определенных режимах термообработки это приводит к увеличению объема доменов с намагниченностью, ориентированной вдоль оси ленты в ее плоскости, и позволяет существенно повысить эффективность термообработки на воздухе.

БЫЧКОВ А.С., ГОЛОВИН И.С., ГОЛОВИН С.А. — 2014 г.

Изучено влияние процессов рекристаллизации и выделения -фазы в Al–(0.3–12%)Mg сплавах на механизмы зернограничной релаксации и дислокационной микропластичности. Уменьшение плотности дислокаций, вызванное процессом рекристаллизации холоднодеформированных сплавов, приводит к формированию “псевдопика” на кривых температурных зависимостей внутреннего трения и к снижению критической амплитуды деформации начала движения дислокаций в поле напряжений. Выделение -фазы в структуре подавляет механизм зернограничной релаксации; ее растворение, связанное с формированием примесных атмосфер и формированием метастабильных фаз при нагреве, затрудняет движение дислокаций. В зависимости от общего содержания атомов Mg в сплаве подвижность дислокаций при измерениях амплитудных зависимостей внутреннего трения может быть описана либо моделями отрыва, либо трения. Сделаны количественные оценки характеристик зернограничной релаксации и дислокационно-примесного взаимодействия и их зависимости от температуры.

БЫЧКОВ А.С., ГОЛОВИН И.С., ДОБАТКИН С.В., МИХАЙЛОВСКАЯ А.В. — 2014 г.

Изучено влияние процессов интенсивной пластической деформации (ИПД), рекристаллизации и выделения -фазы в многокомпонентных сплавах систем Al–5Mg–Mn–Cr и Al–(4–5%)Mg–Mn–Zr–Sc на механизмы зернограничной релаксации и дислокационной микропластичности. Для стабилизации ультрамелкодисперсной структуры и предотвращения роста зерен использованы дисперсные частицы алюминий–переходный металл типа Al3Zr, Al6Mn, Al7Cr, Al6(Mn,Cr), Al18Cr2Mg3. Особый интерес вызывают сплавы с добавками скандия, который образует соединения типа Al3Sc и способствует выделению высокодисперсных частиц по сравнению с алюминидами других переходных металлов. Cплавы Al–(4–5%)Mg–Mn–Zr–Sc после ИПД отличаются более высокой температурой рекристаллизации. При этом общие закономерности дислокационной и зернограниченой неупругости, установленные для двойных сплавов Al–Mg, сохраняются: 1) уменьшение плотности дислокаций в процессе рекристаллизации холоднодеформированных сплавов приводит к формированию “псевдо пика” на кривых температурных зависимостей внутреннего трения и снижению критической амплитуды деформации начала движения дислокаций в поле напряжений; 2) выделение -фазы подавляет механизм зернограничной релаксации; 3) растворение -фазы, переход атомов магния в твердый раствор и выделение -фазы при нагреве затрудняют движение дислокаций; 4) укрупнение высокодисперсных частиц, содержащих Zr и Sc, повышает подвижность дислокаций. Сделаны количественные оценки характеристик зернограничной релаксации и дислокационно-примесного взаимодействия и их зависимости от температуры, а также дополнительного легирования двухкомпонентных сплавов Mn, Cr, Zr, Sc.

ДАВЫДОВА Н.А., КОРШУНОВ Л.Г., МАКАРОВ А.В., МАЛЫГИНА И.Ю., САВРАЙ Р.А., ЧЕРНЕНКО Н.Л. — 2014 г.

Методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, рентгеновского структурного анализа, микродюрометрии и волнового рентгеноспектрального микроанализа исследованы изменения в процессе выдержек в вакууме продолжительностью от 10 до 1200 мин при температурах 350–550°C структуры, микротвердости и химического состава поверхностных слоев стали У8 (0.83 мас. % С), находящейся в исходном закаленном состоянии, а также после фрикционного нагружения в среде аргона в условиях трения скольжения в одноименной паре “сферический индентор–плоский образец”. Показано, что наноструктурированный фрикционной обработкой слой обладает повышенным сопротивлением термическому разупрочнению по сравнению с недеформированной закаленной сталью не только при относительно коротком (до 1–2 ч), но и условиях длительного (до 20 ч) нагрева при температурах 350, 450 и 550°С. Это обусловлено сохранением в деформированном слое преимущественно нанокристаллической структуры при длительном нагреве до температуры 350°C, замедлением процессов образования карбидных частиц и возврата в -фазе, торможением развития рекристаллизации, включая отсутствие при продолжительных высокотемпературных выдержках аномального роста отдельных рекристаллизованных зерен. После выдержек в вакууме в течение 10–1200 мин при температуре 350°C на поверхности деформированной фрикционным воздействием закаленной эвтектоидной стали обнаружено повышение концентрации углерода на 0.2–0.4 мас. % в слое толщиной до 1 мкм.

КОЗЛОВ А.В., ПАНЧЕНКО В.Л., ПОРТНЫХ И.А. — 2014 г.

Исследована микроструктура образцов оболочечных труб из стали 0.07С–16Cr–19Ni–2Mo–2Mn–Ti–Si–V–Р–B (ЭК164), облученных в реакторе БН-600 при температурах от 440 до 600°C до различных повреждающих доз, вплоть до 77 сна. Получены характеристики радиационной пористости, сформировавшейся при облучении в различных температурных интервалах исследованного диапазона. Установлены зависимости характеристик пористости от скорости генерации атомных смещений и температуры нейтронного облучения.

БРЮХАНОВ А.А., ВОЛЧОК Н.А., КЛЁЗЕ Х., РОДМАН М., САНЬКОВА С.В., УСОВ В.В., ШАПЕР М., ШКАТУЛЯК Н.М. — 2014 г.

Исследовано влияние малоциклового знакопеременного изгиба при комнатной температуре на кристаллографическую текстуру, металлографическую структуру и механические свойства листов магниевого сплава ZE10 после горячей прокатки и окончательного отжига. Исходная текстура характеризуется широким рассеянием базисных полюсов в поперечном направлении. В процессе знакопеременного изгиба изменение исходной текстуры и структуры, представленной равноосными зернами, содержащими двойники, находит закономерный отклик в изменении анизотропии механических свойств.

КОРШУНОВ Л.Г., ЧЕРНЕНКО Н.Л. — 2014 г.

Исследовано влияние интенсивной пластической деформации в условиях сухого трения скольжения на структуру, микротвердость и сопротивление изнашиванию титана ВТ1-0, подвергаемого газовому азотированию. Показано, что данная деформация приводит к образованию в поверхностном слое толщиной до 10 мкм нанокристаллической структуры с размером -кристаллов 10–100 нм и микротвердостью 3.1 ГПа. Наличие данной структуры активизирует насыщение азотом поверхности титана в процессе его последующего газового азотирования при температурах 650–750°С. Образование нитридной нанокристаллической фазы TiN в деформированном титане происходит при относительно невысокой (700°С) температуре азотирования и непродолжительной (2 ч) выдержке. Объемная доля нитридной фазы, образующейся в слое толщиной до 10 мкм, достигает десятков процентов, что обеспечивает повышенный уровень микротвердости азотированной поверхности деформированного трением титана, Предварительная интенсивная пластическая деформация отрицательно влияет на сопротивление усталостному изнашиванию азотированного титана, что обусловлено повышенной хрупкостью деформированного и далее азотированного поверхностного слоя рассматриваемого материала.

МАКОВЕЦКИЙ А.Н., МИРЗАЕВ Д.А. — 2014 г.

Исследовано влияние исходной микроструктуры низколегированной трубной стали 13ХФА на механические свойства после закалки от температур межкритического интервала (МКИ). Установлено, что максимальная ударная вязкость KCV-80 достигается в случае исходно-закаленной структуры, а наиболее низкие значения соответствуют исходному отжигу. Принципиально различны и зависимости KCV-80 от температуры второй закалки для отмеченных исходных состояний.

АЛЕЕВ А.А., БОГАЧЕВ А.А., ЗАЛУЖНЫЙ А.Г., КИРИЛЛОВ Д.И., КОЗОДАЕВ М.А., НИКИТИН А.А., ОРЛОВ Н.Н., РОГОЖКИН С.В. — 2014 г.

С помощью просвечивающей электронной микроскопии исследовано структурно-фазовое состояние высокохромистой дисперсно-упрочненной оксидами стали Fe–13.5% Cr–2% W–0.3% Y2O3, без добавления титана и легированной 0.2, 0.3 и 0.4 мас. % титана. Проведено сравнение наномасштабного состояния исследуемых материалов со сталью ODS Eurofer, легированной 0.2 мас. % ванадия. Во всех исследованных состояниях обнаружена высокая объемная плотность наноразмерных оксидных включений. Увеличение содержания титана в стали Fe–13.5% Cr–2% W–0.3% Y2O3 до 0.3 мас. % приводит к уменьшению среднего размера частиц и увеличению их объемной плотности. В этом материале, помимо крупных зерен размерами 6–8 мкм, обнаружено формирование отдельных наноразмерных зерен (0.1–0.7 мкм) либо их скоплений.

БАИМОВА Ю.А., ДМИТРИЕВ С.В., КИСТАНОВ А.А., КОРЗНИКОВ А.В., КОРЗНИКОВА Е.А. — 2014 г.

В настоящей работе методом молекулярной динамики исследуется влияние начальных возмущений на эволюцию границ зерен в процессе пластической сдвиговой деформации двумерного поликристалла с наноразмерными зернами. Показано, что после введения малых возмущений путем непродолжительной термализации, заметные различия в конфигурации границ зерен появляются при деформации 0.05, а при деформации 0.4 уже можно говорить о полном забывании поликристаллом начальной структуры границ зерен.

ЗАВАЛИШИН В.А., КАЗАНЦЕВА Н.В., ПИЛЮГИН В.П., СТЕПАНОВА Н.Н. — 2014 г.

Проведено исследование магнитных свойств интерметаллида Ni3Al, двойного и легированного железом и кобальтом, после интенсивной пластической деформации кручением под давлением. Для всех исследованных образцов деформация (10 оборотов, 10 ГПа) приводит к формированию нанокристаллического состояния. После деформации происходит значительное снижение степени дальнего порядка, что приводит к уменьшению магнитной восприимчивости сплава Ni3Al и намагниченности интерметаллида Ni3Al . Исходно ферромагнитный сплав Ni3Al Fe становится парамагнитным при комнатной температуре.

ВОРОБЬЕВ Р.А., ДУБИНСКИЙ В.Н. — 2014 г.

На модельных образцах закаленной инструментальной стали У10А (стали W1-1.0C по AISI/SAE) показана возможность подбора режимов магнитно-импульсного воздействия, которые обеспечивают одновременное повышение твердости (по Виккерсу) и сопротивления разрушению (нагрузки появления трещины от отпечатка), что должно обеспечивать повышение вязкости стали и стойкости изготовленного из нее инструмента.

КОРЗУНИН Г.С., ЛОБАНОВ М.Л., ЛОБАНОВА Л.В., РЕДИКУЛЬЦЕВ А.А., РУСАКОВ Г.М. — 2014 г.

Приведены результаты влияния отжига на магнитострикционные характеристики электротехнической анизотропной стали с обычной и измельченной доменной структурой. Отжиг листовых образцов достаточно часто приводит к возрастанию значений электромагнитной индукции В100 и, одновременно, к повышению удельных электромагнитных потерь Р1.7/50. До отжига минимальные по модулю значения о-рeak и рeak-рeak наблюдаются для ЭАС с измельченной доменной структурой. После отжига для данных образцов наблюдается наибольшее ухудшение магнитострикционных характеристик. Предложен механизм, позволяющий объяснить данный экспериментальный факт.