Том 125, № 8 (2024)

Распределение намагниченности в монокристаллах кремнистого железа после закалки из парамагнитного состояния и после отжига в ферромагнитном состоянии определено методом мёссбауэровской спектроскопии. Образцы, содержащие 5, 6 и 8 ат.% кремния, имели кубическую ({100}<001>) и госсовскую ({011}<100>) ориентации кристаллографических осей. Предложен оригинальный способ вычисления относительных долей намагниченности, ориентированной вдоль осей легкого намагничивания, в том числе в плоскости монокристаллического образца или под углом к этой плоскости. Использованы параметры, полученные в результате их дискретной аппроксимации мёссбауэровских спектров. Показано, что после закалки из парамагнитного состояния намагниченность ориентируется примерно равновероятно вдоль трех осей <100>, а после ферромагнитного отжига она перераспределяется вдоль направлений <100>, лежащих в плоскости образца.

Исследованы структурные и магниторезистивные свойства многослойных наноструктур Co₇₇Fe₁₇Ni₆/Cu и Co₇₇Fe₁₇Ni₆/Cu₉₆In₄ с количеством магнитных слоев и немагнитных прослоек от 1 до 11. Показано, что в наноструктурах с прослойками Cu₉₆In₄ формируются острая аксиальная текстура ⟨111⟩, более совершенные интерфейсы и наблюдается относительно малый гистерезис магнитосопротивления. Методом атомно-силовой микроскопии оценены шероховатость поверхности и размер кристаллитов в исследуемых образцах. Обнаружено, что с увеличением числа слоев в образцах на основе сплава Cu₉₆In₄ размер кристаллитов от слоя к слою изменяется слабо в интервале 18–22 нм, в то время как в образцах на основе меди наблюдается значительное увеличение размеров кристаллитов. В сверхрешетках с прослойками Cu обнаружен эффект десятикратного уменьшения магнитосопротивления при малом увеличении толщины слоев Co₇₇Fe₁₇Ni₆ от 1.5 до 2 нм.

Построена кристаллографическая теория полиморфного ОЦК→ГПУ-превращения в монокристалле циркония. Согласно теории, механизм превращения включает главные характеристики мартенситного превращения: деформацию решетки и деформацию при инвариантной решетке. Образующийся при превращении пакет параллельных пластин рассматривается как единичный мартенситный кристалл. Установлено, что в данном превращении деформация мартенсита (при инвариантной решетке) направлена на восстановление формы исходного участка ОЦК-фазы (прообраза), а не на получение инвариантной плоскости. Расчет показал, что восстановление формы в базисной плоскости ГПУ-фазы происходит в основном за счёт действия двух систем призматического скольжения. Скольжение сосредоточено в узких слоях локализованного сдвига, что приводит к образованию пластинчатой структуры пакета. Восстановление формы вдоль оси «с» происходит за счет действия пирамидального скольжения.

Методом классической молекулярной динамики с применением момент-тензорного потенциала межатомного взаимодействия были исследованы диффузионные свойства чистого ОЦК β-Zr в диапазоне температур 1800–2100 К. Использованный потенциал был предварительно обучен на данных первопринципных расчетов и верифицирован путем сравнения расчетных величин с доступными экспериментальными и теоретическими данными. Построенный потенциал воспроизводит температурный фазовый переход из ГПУ α-Zr в ОЦК β-Zr, экспериментальные значения коэффициента термического расширения и коэффициента диффузии, а также рассчитанные из первых принципов уравнения состояния обеих фаз при низких температурах. Получена зависимость коэффициента самодиффузии в цирконии в зависимости от деформации в диапазоне от –3% до 3%. Показано, что плавление искаженной структуры может происходить при температуре ниже температуры плавления недеформированного кристалла.

Проведено комплексное исследование структурно-фазовых превращений и физико-механических свойств метастабильного (α+β)-сплава с эффектом памяти формы Cu–39.5 мас.%Zn, подвергнутого деформационно-термическим обработкам, включающим холодную прокатку и отжиг. Методами оптической и электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучены особенности тонкой структуры, формирующейся при промежуточном и бейнитном фазовом превращении. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии при нагреве до 500°С установлены температурные интервалы бейнитного 3R/9R и других фазовых превращений. В закаленном сплаве температура бейнитного превращения близка к 170°С. При механических испытаниях методом одноосного растяжения обнаружено, что холодная деформация и постдеформационная термическая обработка по различным режимам позволяет получить сплав в высокопрочном или пластичном состояниях (с пределом прочности σ_в больше 700 МПа или с относительным удлинением δ выше 40% соответственно).

Исследована микроструктура MgB₂-сердцевины одноволоконного композита, состоящего из MgB₂, Nb-барьера и Cu-оболочки (MgB₂/Nb,Cu), полученного методом «порошок в трубе», способом ex-situ, с последующим отжигом. Показано, что в дополнение к уплотнению, в процессе холодной деформации в сердцевине MgB₂ формируется дислокационная микроструктура, проявляющая высокую термическую стабильность. Наблюдается высокая плотность дислокаций внутри зерен MgB₂. Дислокации образуют стенки с малыми углами разориентации между субзернами. Отжиг при температуре 900°С в течение часа приводит к большей плотности керамики MgB₂, площадь межзеренного контакта увеличивается. При этом образуются включения MgO, размером 10 нм и меньше. Таким образом, формируются разного рода дефекты структуры, которые можно рассматривать как вероятные центры закрепления магнитного потока.

Исследован процесс кристаллизации аморфного сплава Al₈₇Ni₆Nd₇. Установлено, что кристаллизация аморфного сплава протекает в три стадии, определены температуры и энергии активации каждой стадии кристаллизации. На первой стадии кристаллизации происходит образование нанокристаллов Al, на второй стадии из оставшейся аморфной фазы дополнительно к нанокристаллам Al выделяются кристаллы фазы Al₁₁Nd₃. На третьей стадии кристаллизации образуется ранее неизвестная кристаллическая фаза. Определена структура новой фазы.

Исследовано влияние структуры на прочность и трещиностойкость мартенситностареющей стали при циклическом нагружении. Рассмотрено влияние дисперсности интерметаллидных выделений, образовавшихся в процессе отпуска, на циклическую трещиностойкость. Обсуждается изменение характеристик циклической трещиностойкости исследованной стали в зависимости от размеров элементов микроструктуры, режимов закалки и последующего отпуска. Показано, что в мартенситностареющей стали с крупнозернистой структурой наблюдается высокий уровень околопороговой циклической трещиностойкости, вероятно, связанный с соотношением числа циклов нагружения и размера зоны циклической пластической деформации.