Физика металлов и металловедение

Представлены экспериментальные данные по структуре и магнитным свойствам пленок системы Gd–Co с низким содержанием Со (до 20 ат.%), полученных методом магнетронного распыления. Найдено, что пленки чистого Gd отличаются структурной неоднородностью, выражающейся в наличии кристаллических ГПУ- и ГЦК-фаз и предположительно рентгеноаморфной фазы с большой дисперсией в размерах нанокристаллитов. Ферромагнетизм кристаллического состояния и обменная фрустрированность нанокристаллической фазы обеспечивают асперомагнитное состояние пленок. Аморфизация, нарастающая с увеличением содержания Со, приводит к формированию более однородного распределения атомов Gd в среде и обеспечивает постепенный переход к ферромагнитному состоянию, но с пониженной температурой Кюри.

Описан новый способ избирательного нанесения структурных барьеров на поверхность образцов анизотропной электротехнической стали с целью дробления доменной структуры для снижения полных магнитных потерь на перемагничивание. Применение избирательной обработки участков анизотропной электротехнической стали с максимальным значением магнитной проницаемости при воздействии на рабочий инструмент ультразвука позволило снизить на 10–15% полные магнитные потери обрабатываемых образцов. Подобная обработка приведет к наименьшему повреждению их магнитоактивного покрытия и, соответственно, к увеличению коррозионной стойкости анизотропной стали, применяемой для изготовления магнитопроводов трансформаторов различного назначения.

Формирование зернограничных сегрегаций в эквиатомном высокоэнтропийном сплаве (HEA) CoNiCrFeMn при отжиге в области умеренных температур изучено с использованием атомистического МД/МК-моделирования. Установлено, что на ранней стадии отжига независимо от типа границ зерен (ГЗ) в объеме зерен формируются два типа областей с химическим ближним порядком Ni–Mn–Cr и Fe–Co. При увеличении времени отжига наблюдается выраженная тенденция к образованию необычно широких сегрегаций на ГЗ. Основным элементом, обогащающим ГЗ, является Cr, а кластеры Fe–Co вытесняются в центр зерна. Обсуждается влияние ГЗ на перераспределение компонент сплава и фазовую стабильность HEA.

Методом атомно-зондовой томографии исследовалось влияние термического старения на наноструктуру трех дисперсно-упрочненных оксидами сталей с различными системами легирования: Eurofer ODS, 10Cr ODS и KP-3 ODS. Исследуемые стали выдерживались при 650°С в течение 500 и 1000 ч. Во всех состояниях обнаружены наноразмерные кластеры, обогащенные по Y, O и Cr, а также по V, Ti и Al в зависимости от системы легирования стали. Исследование наноструктуры сталей после термического старения в течение 500 ч во всех сталях показало значительный рост объемной плотности кластеров, в то время как после 1000 ч старения их объемная плотность (число кластеров в единице объема) уменьшалась в Eurofer ODS и 10Cr ODS, или сохранялась на том же уровне в KP-3 ODS. После 500 ч старения наблюдается сохранение (10Cr ODS, KP-3 ODS) или увеличение (Eurofer ODS) среднего размера кластеров, а при 1000 ч средний размер сохранялся в Eurofer ODS и 10Cr ODS или испытывал небольшое уменьшение в KP-3 ODS. Анализ изменения наноструктуры показал сначала рост объемной плотности кластеров (при сохранении или росте среднего размера) во всех сталях при длительности старения до 500 ч, соответствующий стадии зарождения новых кластеров. После старения в течение 1000 ч обнаружено уменьшение объемной плотности, что соответствует стадии коалесценции. Данные закономерности также подтверждаются анализом изменения концентрации химических элементов в матрице.

Исследованы эволюция структуры и твердость ванадия, деформированного сдвигом под давлением при комнатной температуре. При истинной деформации е<1 обнаружена ее локализация, приводящая к образованию полосовой структуры. Показано, что локализация деформации задерживает переход к СМК-структуре при последующей деформации. Обсуждаются причины образования полос деформации в ванадии. Установлено, что основной вклад в упрочнение ванадия при сдвиге под давлением на начальном этапе (е<1) вносят дислокации, а при дальнейшей деформации – большеугловые границы деформационного происхождения. Получены значения параметров уравнения типа Холла–Петча.

Проведены микроструктурные исследования образцов, изготовленных из различных участков оболочек твэлов, после облучения в зоне малого обогащения реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем до повреждающих доз свыше 100 сна. Исследованы характеристики пористости образцов, облучавшихся с различными скоростями генерации атомных смещений, выбранных из участков с различными температурами облучения. Для каждого образца построены гистограммы распределения пор по размерам, которые описаны унимодальными логнормальными распределениями. Выделены три типа пор: “мелкие”,“среднего размера” и “крупные”, прослежены изменения среднего размера и концентрации пор каждого типа в зависимости от температуры облучения и скорости генерации атомных смещений.

Исследовано влияние аэроакустической обработки (ААО) на механические и технологические свойства технического титана (ВТ1-0). Установлена зависимость характеристик прочности и пластичности от вида обработки титана: отжиг с последующей ААО и только ААО перед пластической деформацией (испытания на растяжение) значительно снижают величину σ_В и повышают пластичность, что снижает усилия деформации, увеличивает скорость деформации. Влияние ААО на процесс пластической деформации ВТ1-0 (снижение прочности на ~200 МПа) аналогично влиянию электропластического эффекта (ЭПЭ) на прочность проволоки из ВТ1-0.