Fizika metallov i metallovedenie

Physics of Metals and Metallography (PMM) was founded in 1955 by the USSR Academy of Sciences. The journal publishes 14 issues per year (12 issues in Russian and English and 13, 14 issues in English only).

Founders

PMM scope covers the wide range of metals related condensed matter physics and metal materials science, including the following rubrics.

  • Magnetism, magnetic materials and spintronics
  • (magnetic phase transitions, magnetic structures, hard and soft magnetic materials, magnetic semiconductors, magnetism in disordered systems, multiferroicity and ferroelectricity, low-dimensional magnetism, magnetism of surface and interfaces, nanomagnetism, spin transport, spin waves, spin relaxation, spin resonance, neutron magnetic scattering.);
  • Electronic structure, strongly correlated systems and electron transport
  • (many-body methods, density functional theory, Hubbard and related models, heavy fermions, topological insulators, metamaterials, metal-insulator transitions, electronic transport, galvanomagnetic phenomena, optical properties, optical and X-ray spectroscopies, superconductivity and superconducting materials);
  • Surface, interface and nanoscale physics
  • (metal surface structure, surface probes, various spectroscopies, interfaces, metal-semiconductor interface, surface electronic structure and bonding, surface dynamics, interactions on surfaces, mesoscopic systems, microstructures, layered materials, nanostructures, metallic superlattices, fullerenes, graphene, nanotubes, nanoclusters, thin films, molecular electronics, tunneling and other quantum transport phenomena);
  • Structure, phase transitions and diffusion phenomena
  • (single- and polycrystal metals materials, disordered systems, positional and compositional disorder, alloys, new phases, defect structures, structural probes and spectroscopy);
  • Mechanical properties
  • (strength, plasticity, hardness, brittleness, toughness, impact resistance, tribology, irradiation effects, coatings, high-pressure physics).

Current Issue

Open Access Open Access  Restricted Access Access granted  Restricted Access Subscription Access

Vol 124, No 6 (2023)

Cover Page

Full Issue

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

Аморфные сплавы системы Fe–Co–Cr–B–Si для разработки наноструктурированных магнитотвердых материалов
., ., ., .
Abstract

Работа посвящена исследованию возможности получения магнитотвердых материалов при кристаллизации аморфных сплавов системы Fe–Co–Cr–B–Si. Проведен анализ влияния содержания бора в сплавах на их стеклообразующую способность. Проанализированы структура и фазовые превращения в сплавах при нагреве с использованием методов рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Установлены закономерности влияния фазового состава на магнитные свойства сплавов. Показано, что формирование нанодисперсной эвтектической структуры [α + (Fe, Cr)3B] при кристаллизации аморфной матрицы является перспективным для создания новых магнитотвердых материалов.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):453-459
pages 453-459 views

СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ

Структура литого интерметаллического соединения AlAu с добавкой Cu
., ., ., ., ., .
Abstract

Смесь порошков интерметаллида Al2Au и меди была скомпактирована и затем расплавлена в атмосфере аргона с получением слитка Al2Au + Cu. Изучение структуры сплава выявило формирование ярко окрашенных областей интерметаллической фазы Al2Au, которые находятся в матрице из интерметаллида AlAu. Внутри AlAu-матрицы обнаружены тонкие прожилки, обогащенные медью. Измерены оптические характеристики полученного тройного соединения. Проведено микроиндентирование интерметаллических фаз, определены значения их микротвердости и контактного модуля упругости.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):460-466
pages 460-466 views
Нелинейные эффекты в кристаллических твердых телах c насыщением амплитудно-зависимого внутреннего трения, уменьшающимся с ростом частоты
., .
Abstract

В результате модификации квазистатических упругого и неупругого гистерезисов предложены динамические гистерезисные уравнения состояния кристаллических твердых тел с частотно-зависимым насыщением амплитудно-зависимого внутреннего трения, уменьшающимся с ростом частоты. Методом возмущений исследовано нелинейное распространение первоначально гармонических продольных упругих волн в стержнях из таких материалов. Проведен численный, графический и сравнительный анализ полученных решений и выявлены характерные амплитудно-частотные зависимости нелинейных волновых эффектов. Предложена методика определения вида динамических гистерезисов для кристаллических твердых тел с частотно-зависимым насыщением амплитудно-зависимого внутреннего трения.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):467-476
pages 467-476 views
Исследование термической стабильности литых проводниковых микролегированных алюминиевых сплавов
., ., ., ., ., .
Abstract

Исследованы процессы выделения частиц Al3X (X = Zr, Yb, Er, Hf) в литых проводниковых алюминиевых сплавах, в том числе – в сплавах, дополнительно легированных Mg и Si. Сплавы изготовлены методом индукционного литья. Для исследования кинетики выделения частиц использованы методы измерения удельного электросопротивления (УЭС) и микротвердости. Показано, что исследуемые сплавы могут быть разделены на три группы. В Группу I входят сплавы, в которых с повышением температуры отжига происходит уменьшение УЭС, обусловленное выделением частиц. В Группу II входят сплавы, в которых выделение частиц произошло при кристаллизации слитка. Величина УЭС таких сплавов близка к УЭС алюминия. При отжиге сплавов Группы III величина УЭС практически не изменяется и составляет 3.0–3.4 мкОм см, что свидетельствует о высокой стабильности твердого раствора. С использованием уравнения Джонсона–Мела–Аврами–Колмогорова проанализирована кинетика выделения частиц в сплавах Группы I. Установлено, что энергия активации выделения частиц в сплавах Группы I близка к энергии активации объемной диффузии, но значения коэффициента интенсивности распада (n = 0.5–0.8) в уравнении Джонсона–Мела–Аврами–Колмогорова оказываются ниже теоретической величины n = 1.5, характерной для выделения частиц в объеме зерен. Наблюдаемое противоречие связано с наличием крупных первичных или эвтектических частиц Al3X в структуре сплавов. Показано, что оптимальным комплексом свойств обладает сплав Al–0.25% Zr–0.25% Er–0.15% Si, характеристики которого после отжига соответствуют требованиям для разрабатываемых сплавов: УЭС менее 2.95 мкОм см, микротвердость ~550 МПа.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):483-491
pages 483-491 views
Влияние холодной деформации на структуру, текстуру, упругие и микродюрометрические свойства биосовместимых бета-титановых сплавов на базе системы Ti–Nb–Zr
., .
Abstract

С использованием расчетных и экспериментальных методик изучено влияние холодной прокатки со степенями 85, 90% на структурно-текстурное состояние, микродюрометрические и упругие свойства закаленных биосовместимых β-сплавов титана (ат. %) Ti–26% Nb–3% Zr, Ti–26% Nb–5% Zr, Ti–26% Nb–6% Zr, Ti–26% Nb–3% Zr–1% Sn, Ti–26% Nb–3% Zr–1% Sn–0.7% Ta. Показано, что повышение степени деформации при холодной прокатке способствует формированию более ярко выраженной двухкомпонентной текстуры {001}ββ, {112}ββ, росту микротвердости и снижению значений модуля упругости в плоскости прокатки. Установлено хорошее соответствие расчетных и экспериментальных значений модуля упругости сплавов в закаленном и холоднокатаном состоянии. Рассмотрено влияние легирования и анизотропного состояния сплавов (через молибденовый эквивалент и фактор анизотропии Зенера соответственно) на уровень их микротвердости, контактного модуля упругости E, включая различие E в разных сечениях холоднокатаного листа. Определены составы сплавов и режимы деформации, позволяющие получить наиболее низкие значения модуля упругости.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):492-499
pages 492-499 views
Микросегрегация легирующих элементов на деформационных дефектах структуры в гранулированном никелевом сплаве
., ., ., ., .
Abstract

Образцы, вырезанные из заготовки диска отечественного гранулированного никелевого жаропрочного сплава марки ВЖ178П, были испытаны на кратковременную прочность при комнатной температуре и длительную прочность при 750°С. Методом просвечивающей электронной микроскопии показано, что в обоих случаях при пластической деформации сплава образуются дефекты упаковки и микродвойники. В процессе длительных испытаний при 750°С на дефектах упаковки происходит сегрегация легирующих элементов Cr, Со, Mo и W, что приводит сначала к образованию атмосферы Сузуки, а затем к зарождению и росту ТПУ-частиц со стехиометрией (Co, Cr)3(Mo, W).

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):517-523
pages 517-523 views

СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ

Зернограничная диффузия Co в ультрамелкозернистом ниобии, полученном интенсивной пластической деформацией
., ., ., ., .
Abstract

Методом послойного радиометрического анализа исследована зернограничная диффузия Co в ультрамелкозернистом Nb, полученном интенсивной пластической деформацией методом кручения под высоким давлением. Определены значения коэффициента зернограничной диффузии для нескольких температур. Показано, что диффузия по границам зерен протекает значительно быстрее, чем в крупнозернистом ниобии с релаксированными границами, что объясняется формированием “неравновесных” границ зерен в процессе интенсивной пластической деформации, которые являются путями сверхбыстрой диффузии. При нагреве в неравновесных границах зерен протекают процессы возврата, вследствие чего их свойства приближаются к свойствам обычных высокоугловых границ в крупнокристаллическом материале.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):477-482
pages 477-482 views
Систематическое описание термодинамических, упругих и механических свойств бинарных ОЦК сплавов на основе Zr из первых принципов
., ., ., .
Abstract

Эффекты влияния растворения 3d-, 4d- и 5d-металлов, а также Al, In и Sn в ОЦК-решетке Zr были исследованы в рамках теории функционала электронной плотности. С использованием метода EMTO-CPA были рассчитаны параметры решетки, энтальпии смешения, монокристаллические упругие константы С11, С12, С44 и C ', поликристаллические модули упругости E, G, а также характеристики пластичности разупорядоченных ОЦК-сплавов на основе Zr в широком концентрационном диапазоне до 50 ат. %. Методом PAW-SQS проведено исследование эффектов сплавления на указанные свойства ОЦК-сплавов Zr–X, где X – серии 4d-элементов Nb, Mo, Tc, Ru, Rh и 5d элементов Ta, W, Re, Os, Ir для концентрационных срезов 6.25, 25 и 50 ат. %. Проведен анализ концентрационных и периодических зависимостей свойств сплавов, их стабильности.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):500-516
pages 500-516 views

ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ

Эволюция структуры, текстуры и механических свойств аустенитной нержавеющей стали, подвергнутой холодной радиальной ковке, при последеформационных отжигах
., ., ., ., ., ., .
Abstract

Исследовано влияние температуры отжига на структуру и текстуру, а также механические свойства аустенитной нержавеющей стали 08Х16Н13М2Т, исходно подвергнутой холодной радиальной ковке со степенью 95%. Исследования показали формирование градиента структуры и текстуры ❬111❭ и ❬100❭ аустенита в процессе предварительной пластической деформации. Отжиг при низких температурах (500–600°С) приводит к полигонизациии структуры. Интенсивность текстурных компонент ❬111❭ и ❬100❭ при этом остается без изменений. После отжига при 700°С наблюдается начало рекристаллизации только в подповерхностных слоях прутка. В результате отжига при 800–900°С протекают процессы статической рекристаллизации по всему сечению прутка, что вызывает размытие текстурного градиента. Отжиг при температурах 400–600°С сопровождается повышением характеристик прочности и твердости, однако при этом наблюдается рост пластичности с увеличением температуры отжига. Отжиг при 700°С приводит к разупрочнению материала практически до уровня исходного холоднодеформированного состояния и существенному повышению пластичности.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):524-532
pages 524-532 views
Структура и свойства листов сплавов Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y(Er), легированных марганцем
., ., ., .
Abstract

Исследована структура и свойства прокатанных сплавов Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y(Er), легированных марганцем и модифицированных титаном. По результатам испытаний на растяжение в деформированном и отожженном при 120–150°С в течение одного часа состоянии сплавы AlZnMgCuMnTi и AlZnMgCuMnTiEr имеют высокий предел текучести 417–456 МПа при небольшом относительном удлинении 2–5.2%. Наличие дополнительных диспресоидообразующих элементов иттрия и эрбия повышает плотность выделения частиц в процессе гомогенизационного отжига, повышая температуру начала рекристаллизации и твердость прокатанных сплавов. После одночасового отжига при 350°С структура сплава AlZnMgCuMnTi полностью рекристаллизована, в то время как в сплавах с иттрием и эрбием рекристаллизация только начинается. После закалки с 465°С и старения при 120°С исследуемые сплавы имеют предел текучести более 410 МПа, предел прочности более 520 МПа и относительное удлинение более 10%. Полученные свойства выше чем свойства плакированных листов высокопрочного термоупрочняемого сплава Al–Zn–Mg–Cu (В95А) и прутков сплавов AlZn4.5Mg1.5Mn и AlZnMg1.5Mn и находятся на уровне свойств прутков сплава Al–Zn–Mg–Cu (В95).

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):533-539
pages 533-539 views
Микроструктура и механические свойства сплава системы Al–Mg–Fe–Ni–Zr–Sc после всесторонней изотермической ковки
., ., ., ., ., .
Abstract

Исследовано влияние всесторонней изотермической ковки (ВИК) на зеренную структуру и параметры частиц вторых фаз кристаллизационного происхождения и дисперсоидов в сплаве Al–4.9Mg–0.9Ni–0.9Fe–0.2Zr–0.1Sc. Методом конечно-элементного моделирования проведен анализ распределения деформаций по объему образца при ковке в закрытом штампе. Предложен метод учета влияния трения и изменения скорости деформации при построении кривых “напряжение–деформация” по результатам ВИК. Увеличение количества циклов ВИК при температуре 350°С привело к уменьшению среднего размера частиц фаз кристаллизационного происхождения в 2 раза и формированию структуры со средним размером зерен 1.3 ± 0.2 мкм, не изменив параметры дисперсоидов. ВИК обеспечивает повышение предела текучести сплава на 60%, предела прочности на 20%.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):540-549
pages 540-549 views
Влияние кручения под высоким давлением на структуру и механические свойства сплава Al–Ca–Cu
., ., ., ., ., .
Abstract

Для улучшения баланса прочности и пластичности сплава Al–6% Ca–8% Cu (мас. %) применена деформация методом кручения под высоким давлением (КВД) с последующим отжигом. Структура сплава в литом состоянии состояла в основном из двух эвтектик [(Al) + AlCaCu] и [(Al) + (Al,Cu)4Ca + + AlCaCu]. КВД с тремя оборотами приводит к формированию преимущественно субмикрокристаллической структуры, измельчению эвтектических частиц и их более равномерному распределению в объеме образца, сегрегированию кальция из частиц AlCuCa и (Al,Cu)4Ca и пересыщению твердого раствора (Al) медью. Такая структура обеспечивает упрочнение сплава в 3.5 раза, но способствует его охрупчиванию. Последующий отжиг при 400°С позволяет достичь хорошего баланса прочности и пластичности сплава.

Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):550-556
pages 550-556 views

Articles

Информация для авторов
Fizika metallov i metallovedenie. 2023;124(6):557-558
pages 557-558 views

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies