Том 124, № 4 (2023)

Проведено исследование электросопротивления, магнитных и гальваномагнитных свойств литого и быстрозакаленного сплава Гейслера Mn₃Al. Установлено, что быстрая закалка из расплава ведет к изменению микроструктуры соединения Mn₃Al, что приводит к сильным изменениям в его электронных транспортных и магнитных свойствах. Высказано предположение, что для литого и быстрозакаленного сплава Mn₃Al могут возникать фрустрированное антиферромагнитное и почти скомпенсированное ферримагнитное состояние, соответственно. Продемонстрировано, что способ приготовления и обработки соединения Mn₃Al играет существенную роль в формировании его электронных и магнитных характеристик.

Представлены результаты исследования влияния термической обработки на структуру и магнитные свойства пермаллоя марки 80НХС, изготовленного селективным лазерным сплавлением (СЛС) порошка, полученного газовым распылением расплава, и проведено сравнение с характеристиками сплава 80НХС, изготовленного прокаткой. Исследованы кольцевые образцы, выращенные на лазерном принтере и выточенные из проката. Установлено, что магнитные свойства образцов, полученных методом СЛС, уступают свойствам образцов, изготовленных термомеханической обработкой, поскольку структура аддитивного сплава отличается мелкозернистостью и большим количеством неметаллических включений.

Методом мёссбауэровской спектроскопии определены значения параметров сверхтонкого взаимодействия ядер ⁵⁷Fe в монокристаллах бората железа FeBO₃ и изоструктурного ему твердого раствора Fe_0.91Ga_0.09BO₃. Разработана теоретическая модель для описания резонансных переходов ядер железа в приближении комбинированного магнитного дипольного и электрического квадрупольного сверхтонкого взаимодействия, с учетом статистического распределения Ga и Fe по октаэдрическим позициям в кристалле Fe_0.91Ga_0.09BO₃. Установлено, что даже небольшая концентрация Ga ведет к существенному изменению сверхтонкой структуры ядер ⁵⁷Fe в FeBO₃, что выражается в появлении дополнительных компонент в мёссбауэровских спектрах монокристалла Fe_0.91Ga_0.09BO₃.

В четверных сплавах системы Zr–Sn–Nb–Fe природа и эволюция частиц вторичных фаз (SPPs) имеет решающее значение при использовании сплава в агрессивной среде. Целью данного обзора является обобщение важнейших результатов по идентификации и определению характеристик SPPs в сплавах системы Zr–Sn–Nb–Fe. Особое внимание уделяется составу, кристаллографической структуре, механизму образования, а также термодинамическому состоянию и стабильности отдельных SPPs в этих сплавах. Интерметаллические тройные фазы в сплаве Zr–Nb–Fe были идентифицированы как структуры C14 ГПУ Zr(Nb, Fe)₂ или C15 ГЦК (Zr, Nb)₂Fe. Наиболее изученной является фаза Zr(Nb, Fe)₂, при этом легко распознается кубическая фаза (Zr, Nb)₂Fe. Обсуждается обоснованность использования параметра R*, физически соответствующего отношению Nb/Fe, при определении типов SPPs в различном диапазоне составов сплавов системы Zr–Sn–Nb–Fe. Также выяснено влияние O и Cr на образование и стабильность тройных интерметаллических фаз Zr–Nb–Fe. И, наконец, обсуждается термодинамическая стабильность SPPs.

Показано, что применение кристаллографической теории мартенситного превращения вместо феноменологической теории позволяет получить в кристаллографическом анализе реальное представление о механизме мартенситного превращения, а также рассчитать помимо прежних характеристик, новую важную характеристику – релаксационный поворот кристаллитов мартенсита для получения инвариантной плоскости. Показано, что угол релаксационного поворота наиболее сильно зависит от кристаллографических систем исходной и конечной фаз, а также от параметров решеток этих фаз. Было обнаружено, что размытие текстурных пиков мартенсита, определяемое как половина интегральной ширины текстурного максимума, зависит прямо пропорционально от угла релаксационного поворота кристаллов мартенсита.

Композиты с алюминиевой матрицей являются актуальным объектом для исследований, поскольку подобные материалы превосходят традиционные по своим механическим характеристикам и могут быть использованы в различных областях промышленности. В настоящей работе методом молекулярной динамики исследована взаимная диффузия на границе перемешивания Al/Cu под действием сжатия, комбинированного со сдвигом. Проведены молекулярно-динамические испытания полученного композита на растяжение после комбинированного сжатия до разных степеней деформации. Схема деформирования, используемая в настоящей работе, представляет собой упрощение сценария, ранее экспериментально реализованного для получения композитов Al/Cu. Показано, что сжатие в сочетании с деформацией сдвига является эффективным способом получения композитной структуры. Установлено, что в процессе обработки атомы Cu диффундируют в блок Al легче, чем атомы Al диффундируют в блок Cu. Испытания на растяжение после комбинированного сжатия показывают, что разрушение происходит в алюминиевой части композита, следовательно, граница перемешивания атомов Al и Cu прочнее, чем чистая алюминиевая часть.

Экспериментально исследовано формирование кристаллической структуры и свойств сварного соединения пористой пластины из нержавеющей стали с монолитной пластиной большей толщины с использованием наномодифицирующих добавок. Установлено, что для получения качественного соединения пластин встык необходимо сквозное проплавление торцевого слоя монолитной пластины. При этом ось лазерного луча смещается от границы стыка пластин на некоторое расстояние, необходимое для компенсации металла в процессе плавления пористой пластины. Применение наномодифицирующих добавок повышает дисперсность структуры шва, что, в свою очередь, положительно сказывается на механических характеристиках получаемого соединения. Результаты испытаний прочности на разрыв показали, что разрушение наномодифицированных образцов, в отличие от немодифицированных, происходило только по основному пористому металлу. Среднее значение предела прочности составляло 89.5 МПа.

Проведен сравнительный анализ полуэмпирических методов прогноза, поверхностного натяжения (ПН) тройных систем, базирующихся на моделях Колера, Бонье, Тупа. Расчеты концентрационной зависимости ПН проведены в системах индий–олово–свинец и индий–олово–галлий. Тройная система индий–олово–свинец характеризуется тем, что изотермы избыточного ПН всех боковых двойных расплавов имеют симметричную форму относительно эквимолярного состава, такие системы называют симметричными. В тройной системе индий–олово–галлий изотермы избыточного ПН боковых двойных систем индий–галлий и олово–галлий характеризуются ярко выраженной асимметрией относительно эквимолярного состава, такие системы называют асимметричными. Показано, что метод, основанный на модели Колера, достаточно точно описывает концентрационную зависимость поверхностного натяжения симметричных тройных систем. При этом этот метод не прогнозирует концентрационную зависимость поверхностного натяжения асимметричных систем. Выявлено, что концентрационную зависимость ПН асимметричных трехкомпонентных систем с сильной асимметрией изотерм избыточного ПН двух боковых двойных систем, независимо от степени сложности изотерм ПН, в пределах суммарной погрешности эксперимента, могут прогнозировать модели Бонье и Тупа.