Л. В. СЕЛЕЗНЕВА, А. В. НАЗАРОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
РАСЧЕТ КОНФИГУРАЦИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЛЕКСОВ ДЕФЕКТОВ ВАКАНСИЙ
С ВОДОРОДОМ В МЕТАЛЛАХ
Разработан метод определения равновесных конфигураций комплексов дефектов, состоящих из m вакансий (v) и n атомов водорода, в кристаллической решетке. Рассмотрены различные конфигурации комплексов типа mv-nH, включая их пространственную ориентацию. Рассчитаны энергетические характеристики этих комплексов с помощью программ, созданных на основе метода молекулярной статики. Приведены описание программного комплекса, формулы, лежащие в основе применяемых методов, результаты компьютерных экспериментов, анализ полученных данных. Оценивается влияние размеров (m, n) комплексов дефектов на их стабильность (величину энергии связи).
,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННОЙ САМОДИФФУЗИИ ТИТАНА И ЦИРКОНИЯ
Разработана методика расчета коэффициентов зернограничной радиационно-стимулированной диффузии. Проведена приближенная оценка коэффициентов зернограничной радиационно-стимулированной самодиффузии для титана и циркония. Оценена энергия миграции вакансий в титане и цирконии. Полученные расчетные данные сравниваются с эмпирическим оценками для радиоактивного изотопа титана-44 в образцах из йодидных титана и циркония и расчетами по кинетическим моделям.
Отмечается удовлетворительное согласие полученных экспериментально и рассчитанных результатов. Отмечается также удовлетворительное согласие оцененных значений энергии миграции вакансий со значениями энергий образования вакансий и энергиями активации самодиффузии исследованных материалов.
В. И. СУРИН, Е. П. ВАРЯТЧЕНКО, А. Ф. КОРОТИН, И. М. ПИРОГОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ 2D-ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ ГЦК МЕТАЛЛОВ
Особое значение для разработки электрофизических методов неразрушающего контроля представляют результаты расчетов плотности электронных состояний на поверхности диагностируемого объекта. В докладе представлены методики и результаты расчетов 2D-электронной структуры для ГЦК металлов, полученные с использованием программного комплекса, разработанного в МИФИ в лаборатории электрофизических методов неразрушающего контроля материалов и изделий кафедры конструирования приборов и установок. Результаты собственных расчетов сравниваются с литературными данными. Классификация волновых функций электронов проведена для некоторых точек зоны Бриллюэна в зависимости от симметрии этих функций относительно элементов точечной группы.
В. И. СУРИН, Н. А. ЕВСТЮХИН, С. Б. ОБОРИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНТАКТНОЙ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНЫХ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ СПЛАВА Д16Т
На основе спектрального анализа контактной разности потенциалов приводятся результаты моделирования кривой усталости для сплава Д16Т. Исследованы амплитудно-частотные характеристики спектров КРП в условиях циклического нагружения пластин из сплавов Д16Т и Х18Н10Т с концентраторами напряжений. Для сплава Д16Т в интервале циклов 103–105 установлено линейное соотношение между величиной пластической деформации за один период испытаний и числом гармоник в спектре КРП с коэффициентом пропорциональности, равным 3.32·10–6.
Разработанный метод рекомендуется для использования при прогнозировании остаточного ресурса работы изделий, а также для анализа результатов усталостных испытаний материалов.
В. И. СУРИН, А. А. МОРОЗОВ, П. В. ПОТАПОВ, В. И.ЧЕБУРКОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТУННЕЛЬНОГО ЭФФЕКТА
ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ
Разработана информационно-измерительная система для изучения состояния поверхности и влияния деформации на работу выхода электронов в металлах, деформированных растяжением. Для точечного измерительного зонда (токоприемника), реализуется методика идеального неразрушающего контроля поверхности с максимальным разрешением. Сила туннельного тока определяется из выражения:
I ~ 
,
где ψν – волновые функции электронов на поверхности токоприемника в точке 
и 
– собственные значения энергии электронов; 
– энергия Ферми; 
– дельта-функция Дирака. Данные эксперимента регистрируются с помощью программно-аппаратного комплекса и виртуального прибора.
В. И. СУРИН, С. Б. ОБОРИН, Т. Н. ЗОРИНА, А. А. ЗАЙЦЕВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА
НА ДЕФОРМАЦИОННУЮ АКТИВНОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Интенсивность образования волн пластической поверхностной деформации при усталостных испытаниях металлов и сплавов зависит от деформационной активности поверхности и связана с противоборством конкурирующих процессов: деформационного упрочнения и динамического возврата. В рамках предлагаемой модели число волн определяется выражением:
NS (æ,θ)= N0 exp( æ – θ),
где æ и θ – параметры деформационного упрочнения и динамического возврата соответственно, N0 – постоянная. Экспериментально установлено, что число волн для сплава Д16Т заметно уменьшается с увеличением числа циклов и составляет порядка нескольких сотен при ~5·105 циклов. Длина волны при этом растет до 4 мкм и более.
И. С. ТИМОШИН, А. В. ИВАНОВ, Е. Н. ЗАВАЛИШИН,
Т. Н. ГАВРИЛИНА.
завод», Электросталь, Московская обл.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИСХОДНОГО ПОРОШКА ДИОКСИДА УРАНА
В работе предложен метод определения активности исходного порошка диоксида урана по степени окисления на воздухе. Показано, что активность порошка зависит от полной удельной поверхности и структурных характеристик, определяемых с помощью дифференциально - термического анализа (ДТА). В качестве исследуемых образцов использовали порошки, полученные методами АДУ и восстановительного пирогидролиза гексафторида урана (DCP) при различных технологических режимах. Для оценки влияния плотности упаковки частиц порошка на кривые ДТА были исследованы образцы «сырых» таблеток и пресспорошка. По полученным данным оценивалось влияние только активности исходного порошка на плотности образцов после спекания, и таблеток, изготовленных в производственных условиях. Установлено изменение внутренней структуры частиц при прямом прессовании исходного порошка диоксида урана.
А. Л. УДОВСКИЙ
Институт металлургии и материаловедения им. РАН, Москва
ДВОЙСТВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРНОГО ФАКТОРА
НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И СТАБИЛЬНОСТЬ ФАЗ
В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
Проанализировано влияние размерного фактора (РФ) на величину магнитного момента (ММ) и на стабильность ОЦК - и s-фаз в системах Fe-(Cr, V). Квантово-механические расчеты для чистого ОЦК-Fe показывают, что с ростом параметра решетки Fe (RFe-Fe), увеличивается средний ММ на атомах Fe. Анализ опубликованных результатов экспериментов на сплавах систем Fe-(Cr, V) при небольших концентрациях 2-го компонента показал, что РФ приводит и к росту ММ, и к росту магнитной составляющей энтальпии смешения DH0 при 0 К. Это приводит к стабилизации ОЦК-сплавов в системах Fe-(Cr, V). Расчетами ab-initio вскрыта физическая причина знакопеременной зависимости зависимости DH0 в ферромагнитных Fe-(Cr, V) ОЦК–сплавах.
А. Л. УДОВСКИЙ, Д. А. ВАСИЛЬЕВ
Институт металлургии и материаловедения им. РАН, Москва
РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
ОЦК РАСТВОРОВ И ФРАГМЕНТА ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ Fe-Cr НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-ЭМПИРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Термодинамические свойства ОЦК растворов системы Fe-Cr моделировали в виде суммы энергий различных подсистем: химической при 0 К, магнитной, конфигурационной, колебательной, электронной.
Химическую составляющую моделировали на основе результатов первопринципных расчетов; магнитную – описывали в приближении Индена–Хиллерта–Джарла; конфигурационную – моделью разупорядоченных растворов; колебательную – описывали по модели Дебая; электронный вклад описывали в пренебрежении электронно-фононным взаимодействием. Параметры модели: температуры Дебая, Кюри, средний магнитный момент, коэффициент термического расширения, параметр Грюнайзена, коэффициент электронной теплоемкости оценивали с использованием экспериментальных данных.
А. Л. УДОВСКИЙ, М. В. КУПАВЦЕВ
Институт металлургии и материаловедения им. РАН, Москва
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА СТРУКТУРНЫХ
И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ s-ФАЗЫ
(НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ Fe-Cr).
Целью данной работы являлось разработка методики для описания s-фазы. В работе структуре s-фазы, состоящую из 5 подрешеток, смоделировали 3-мя подрешетками для описания распределения атомов компонентов по подрешеткам s - фазы в зависимости от состава сплава и температуры. Каждую из модельных подрешеток заполняли атомами обоих компонентов с соответствующими координационными числами (12, 14 и 15). Провели моделирование распределения атомов Fe и Cr по модельным подрешеткам s-фазы в зависимости от состава и температуры. Получены предварительные результаты равновесия ОЦК сигма-системы Fe-Cr.
В. П. филиппов, ,
1, 1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1 Клинический санаторий « Прогресс», Сочи
ОПРЕДЕЛЕНИЕ распределения оксидных фаз
по толщине ржавчины, образовавшейся
на деталях стальных конструкций вблизи моря
Метод мессбауэровской спектроскопии (МС) использован для выявления распределения оксидных фаз по толщине оксидных пленок, образовавшихся на деталях стальных конструкций, подвергавшихся длительному воздействию морской атмосферы. Выявлено, что вид и распределение оксидных фаз железа зависит от расстояния до моря и ориентации поверхности по отношению к морю. Данные использованы для оценки состояния элементов стальных конструкций.
Т. П. ХРАМЦОВА, Н. Р. ШАРИФУЛЛИНА, В. Н. ЯЛЬЦЕВ,
В. И. СКРЫТНЫЙ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ТЕКСТУРА ВЗАИМНЫХ РАЗВОРОТОВ
В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
С ТЕКСТУРОЙ ПРОКАТКИ
Рассчитана функция распределения взаимных разворотов кристаллов в поликристаллических Ag, Cu, Fe, Zr и латуни с текстурой прокатки в рамках модели равновероятной встречи кристаллов с различными ориентациями в эйлеровом пространстве и кристаллографическом пространстве угол a – ось разворота l. При расчете учтена симметрия кристаллов и определена область минимальных разворотов для кубических и гексагональных кристаллов в эйлеровом пространстве. Установлено, что взаимные развороты не заполняют все пространство, поэтому можно говорить о текстуре взаимных разворотов в поликристаллических меди и цирконии, серебре, железе и латуни.
В. Ф. ШАМРАЙ, О. Е. ГРУШКО1, Н. А. СОКОЛОВА, А. С. ГОРДЕЕВ
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва
1, Москва
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЛИСТОВ
ИЗ СПЛАВА СИСТЕМЫ Al-Cu-Li
Исследованы текстура, микроструктура и упрочняющие фазы в прессованных полосах и листах из сплава 1469 системы Al-Cu-Li, полученных горячей и холодной прокаткой из укрупненных лабораторных слитков (1) и опытно-промышленной партии (2). В прессованных полосах (1) формируется многокомпонентная текстура с преобладающими ориентировками Bs{110}<112>, Cu{112}<111> и S{123}<634>. В процессе прокатки при температуре Т1п~390° наблюдается усиление интенсивности ориентировки S с ослаблением ориентировки Bs. Основные фазы-упрочнители CuAl2 и Al2CuLi содержались примерно в одинаковых количествах. Текстура срединной части листов (2) практически однокомпонентна и представлена Bs-ориентировкой. Рассмотрено влияние масштабного фактора на структурные состояния материала листов из сплава 1469.
А. В. ШУЛЬГА
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
высокочувствительный ядерно-физический метод оценки развития распада твердого раствора
углерода, выделения и коагуляции карбидных фаз
в жаропрочных сплавах и сталях
На основе экспериментального исследования большого спектра жаропрочных коррозионно-стойких сталей и сплавов на основе никеля в различных структурно-фазовых состояниях (СФС) (от быстрозакаленных фольг и гранул до слитков диаметром 300мм) выявлена взаимосвязь СФС и наведенной активности при облучении дейтронами с энергией 1,8 МэВ, обусловленной протеканием ядерной реакции 12С(d, n)13N. Экспериментально установлено влияние состояния атомов углерода: в твердом растворе, аномально-пересыщенном твердом растворе и в карбидных фазах различной дисперсности на величину наведенной активности. Предложен механизм обнаруженного эффекта и приводятся примеры высокой чувствительности метода при анализе изменений твердорастворного содержания углерода при распаде и в процессе коагуляции карбидных фаз.
А. В. ШУЛЬГА
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫЕ УСЛОВИЯ ОБОГАЩЕНИЯ
БОРОМ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВАХ
Впервые экспериментально установлены температурно-временные условия обогащения бором границ дендритных зерен в слитках и дисперсных рекристаллизованных зерен в компактированных быстрозакаленных полуфабрикатах жаропрочных никелевых сплавов при замедленном охлаждении (10-3 К/с) из однофазной g-области (³1200 °С) за счет диффузионной миграции атомов бора на границы в результате резкого уменьшения растворимости бора при переходе в двухфазную область.
Установлено, что в условиях переохлаждения ниже температуры сольвус (1170 – 1160 °С) сегрегационное обогащение границ бором подавляется при увеличении скорости охлаждения до 10-1 К/с. Выявленные температурно-временные условия обогащения бором границ зерен в жаропрочных никелевых сплавах свидетельствуют о весьма низкой диффузионной подвижности бора в температурной области двухфазного состояния.
А. В. ШУЛЬГА
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
«НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ» МИГРАЦИЯ БОРА
В БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВАХ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ
Обнаружен эффект интенсивного «низкотемпературного» дислокационного переноса бора с обогащением границ зерен в процессе горячей деформации жаропрочных никелевых сплавов при температурах 1050–1150 °С, при которых диффузионное перераспределение бора практически отсутствует.
Установлено влияние формирования некогерентной поверхности раздела g¢/g-фаз как весьма эффективной ловушки атомов бора, снижающей склонность к обогащению границ гранул. Скорость деформации влияет на кинетику и термодинамику процесса перераспределения бора при горячей деформации. При повышенной скорости деформации дислокации действуют в основном как средство переноса атомов бора, а при пониженной скорости деформации формирование весьма устойчивых дислокационных структур снижает склонность к обогащению границ зерен.
, ,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Моделирование развития трещин трубчатых образцов в условиях градиента температур
Испытывались трубчатые образцы с силуминовой матрицей в водных растворах с различным содержанием хлоридов с целью исследования влияния циклического изменения температуры в интервале от –25° С до +20° С на размер пропила в образце, имитирующего трещину. В ходе эксперимента обнаружен эффект значительного раскрытия искусственных трещин в оболочках образцов, испытанных в морской воде, под влиянием циклов заморозка-оттаивание. Проведён анализ коррозионного поведения модельных образцов в исследованных средах в циклических условиях. На основании результатов коррозионных испытаний сделаны выводы о влиянии содержания ионов хлора в коррозионном растворе и роли циклических переходов в область отрицательных температур на интенсивность развития трещины и формирования продуктов коррозии.
