litceysel.ru
добавить свой файл
1

УДК 621.71.9(06) Физика, химия и компьютерная разработка материалов


В.М. АНАНЬИН, О.Н. СЕВРЮКОВ, В.Т.ФЕДОТОВ, М.А.САЛТЫКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ПРИПОЯ 1108,

ЛЕГИРОВАННОГО ЦИРКОНИЕМ


Исследована вязкость экспериментального сплава 1108, легированного цирконием. Обнаружено несколько особенностей на температурных зависимостях вязкости по сравнению с исходным сплавом. Сплавы получены на установке КРИСТАЛЛ-702.

Исследовались сплавы с пятью добавками циркония: от 0,1 до 0,5 % по массе. Вязкость практически не изменяется, а температура плавления монотонно увеличивается. Для всех составов наблюдается гистерезис вязкости, который увеличивается с возрастанием содержания циркония.

Обнаружена особенность: при достижении температуры примерно 900° вязкость быстро падает до величины 0,0001 Ст, это в 50 раз меньше нормальной, затем растет с увеличением температуры. Происходит второе расплавление, после чего вязкость уменьшается до обычного значения 0,004-0,005 Ст.

Припой предназначен для пайки бериллия к бронзе, которые используются для облицовки первой стенки ТЯР.


В.Г. БАРАНОВ, В.В. НЕЧАЕВ, Б.В. ПРОДУВАЛОВ, Д.П. ШОРНИКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ (U-Mo)–Al


Проведены коррозионные испытания взаимодействия имитаторов высокоплотной композиции U+9 мас.% Mo топлива исследовательских реакторов с алюминиевой матрицей при наличии продуктов деления (ПД) Ce, La, Nd, Pr и химически активных Cs и I. Термические испытания проведены в диапазоне температур 300 630°С в течении от 5 до 100 часов.

Граница сопряжения диффузионных пар «(U-Mo-ПД) – Al» исследована методами металлографии, растровой электронной микроскопии; измерялась микротвердость. Обнаружено взаимодействие при температуре 630°С при выдержке 5 ч и при температуре 300°С в течении 100 ч. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ширина слоя взаимодействия между топливной композицией и матрицей увеличивается при наличии химически активных продуктов деления.


В.Г. БАРАНОВ, В.В. НЕЧАЕВ, Б.В. ПРОДУВАЛОВ, Д.П. ШОРНИКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СОСТАВА UMо-ТОПЛИВА

ПРИ ВЫСОКОМ ВЫГОРАНИИ


Выполнен термодинамический расчет состава U-9%Mo топлива при выгорании до 200 ГВт·сут/тU. Показано, что Zr, Nd, Ce, Ru, La,Y, Pu находятся в виде твердого раствора на основе U-Mo сплава. Родий образует соединение Rh3U. Те и I находятся в связанном состоянии. Фаза йодидов состоит из CsI, RbI. Фаза теллуридов в основном состоит из Cs2Te, при высоких температурах появляется SrTe. Количество Те и I, образующегося при выгорании, недостаточно для полного связывания Cs, который дает давление в газовой фазе до 10 кПа. Поэтому целесообразно в композицию сразу добавлять 0,5 мас.% Те, который при формировании топливных гранул образует UTe и U2Te3. В процессе работы теллуриды урана заменяются на теллуриды стронция, цезия и РЗЭ, что снизит содержание цезия в газовой фазе. При выгораниях до 200 ГВт·сут/тU достаточно ввести 1,0 ат.%. теллура для полного связывания, по крайней мере, цезия.


В.С. БЕЛОВА, Н.А. ЕВСТЮХИН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ НИТРИДНОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

В ПОЛЕ РЕАКТОРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

На основе систематизации и анализа результатов по ползучести нитридного топлива, расчетно-графическим методом с учетом упругих констант, температуры плавления и других физических величин, построена карта механизмов деформирования для мононитрида урана. С помощью карты механизмов идентифицированы наблюдаемые изменения электрофизических свойств с механизмами деформирования и ползучести. Представлены результаты исследований электрофизических свойств мононитрида урана. Установлена и исследована закономерность возникновения максимумов эдс. Оценены значения внутренних напряжений в зависимости от напряжения и температуры.



И.Д. БЛЕСКОВ, Е.А. СМИРНОВА, Ю.Х. ВЕКИЛОВ, Э.И. ИСАЕВ1

Московский институт стали и сплавов (ТУ)

1Университет г. Линчепинга, Швеция


ОСОБЕННОСТИ УПРУГИХ КОНСТАНТ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ Ru1-xNixAl


Исследованы термодинамические и упругие свойства жаропрочных сплавов Ru1-xNixAl. Расчеты полной энергии проводились методом точных MT-орбиталей в сочетании с приближением когерентного потенциала. Полученные результаты показывают наличие ярко выраженных особенностей в поведении упругих постоянных и модуля сдвига G при атомной концентрации никеля порядка 40%. Сделано предположение, что наличие указанных особенностей может быть объяснено электронно-топологи­ческими переходами. Предположение подкреплено расчетами поверхности Ферми и плотности состояний на уровне Ферми. Кроме того, получены численные значения параметров, характеризующих механические свойства сплавов – модуль Юнга, коэффициент Пуассона и других.


И.В. ВАЛИКОВА, А.В. НАЗАРОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ДИФФУЗИЮ ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХ

С ОЦК СТРУКТУРОЙ

Влияние давления на диффузию является важной, но, к сожалению, не до конца изученной проблемой. И особенно это касается диффузии примесей замещения. В работе предложен подход, в основе которого лежит объединение «пятискачковой модели» диффузии примесей Маннинга и разработанной нами модели, позволяющей определять как высоты барьеров для скачков вакансии в разных направлениях относительно примеси, так и соответствующие объемы миграции. Это дало возможность рассчитать с учетом корреляционных эффектов зависимость коэффициентов диффузии примеси от температуры и давления. Подход реализован для случая диффузии атомов меди в ОЦК железе.



А.В. ВАЛЬКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ТЕХНОЛОГИЯ ОКСИДА ЭРБИЯ ДЛЯ УРАН-ЭРБИЕВЫХ ТВЭЛ


Проведен анализ возможных экстракционных технологических решений получения оксида эрбия. Рассмотрены три технологии выделения эрбия из суммы РЗЭ экстракцией в системах: 30 % раствор ди-2-этил­гексилфосфорной кислоты – хлориды РЗЭ, 30% раствор фосфинокида – хлориды РЗЭ – роданид аммония и трибутилфосфат – нитраты РЗЭ – нитрат аммония – этиленендиаминтетраацетат натрия.

Коэффициенты разделения эрбия и соседних РЗЭ достигают значений 1,8…2,5. Отмечены осложнения, связанные с осадкообразованием солей РЗЭ с монофосфорнокислыми продуктами деструкции экстрагента в первой системе, с необходимостью регенерации роданида аммония и применением агрессивных растворов во второй системе и низкой скоростью расслаивания фаз и замедленной кинетикой в третьей системе. Сделан вывод, что последняя технологическая схема наиболее эффективна.


А.В. ВАЛЬКОВ, Н.И БОРИСОВ1, А.И. ПРИЛИПКО1, Н.Д. ХМЕЛЕВСКАЯ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет),

1Иртышская редкоземельная компания, Казахстан


ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДИДИМА

Представлены результаты исследований и промышленной эксплуатации экстракционного процесса выделения дидима с одновременным получением концентратов лантана и самария из растворов нитратов РЗЭ, не содержащих высаливателей. Технология реализована на экстракционных каскадах по 80 экстракционных ступеней объемом по 0,6 м3. Рассмотрены варианты использования ячеек каскада как буферной емкости с накоплением выделяемых продуктов для поддержания квазиравновесного режима. Даны расчеты неравновесного режима с накоплением выделяемых элементов. Исследовано распределение индивидуальных элементов по ячейкам экстракционного каскада. Получены готовые для реализации продукты: концентрат дидима, содержащий (% масс): празеодима-24-26, неодима-74-76, лантана<0,01, церия<0,01, самария-<0,01,европия и гадолиния<0,005; концентрат самария состава: самарий-63-66, неодим-8-9, европий-7-9, гадолиний -10-12 и 92-93% концентрат лантана.



А.Б. ГЕРМАНОВ, А.В. НАЗАРОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МОДЕЛИРОВАНИЕ АТОМАРНОЙ СТРУКТУРЫ

В ОКРЕСТНОСТИ МЕЖДОУЗЕЛЬНОГО АТОМА

В ГЦК МЕТАЛЛАХ И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЙ С ТЕМПЕРАТУРОЙ


Изучению влияния температуры на изменение атомарной структуры в окрестности точечных дефектов уделено мало внимания, хотя некоторые характеристики точечных дефектов существенно зависят от температуры. В работе предложена модель на базе метода молекулярной динамики, позволяющая изучать атомарную структуру в окрестности точечных дефектов при различных температурах. С помощью модели изучено тепловое расширение в ГЦК металлах и изучено изменение атомарной структуры в окрестности междоузельного атома для разных типов его гантельной конфигурации.


В.П. КРАСИН, С.И. СОЮСТОВА

Московский государственный индустриальный университет


АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В РАСПЛАВАХ
Na-O-H С ПОМОЩЬЮ КООРДИНАЦИОННО-КЛАСТЕРНОЙ
МОДЕЛИ



Предложена методика расчета коэффициентов термодинамической активности кислорода и водорода в разбавленных растворах системы
Na-O-H в интервале температур 300-600°С. Рассчитанные по уравнениям координационно-кластерной модели значения коэффициента термодинамической активности водорода в жидком натрии использовались для нахождения равновесного давления водорода над расплавами. Результаты расчета сравнивались с известными экспериментальными данными по парциальным давлениям водорода в системе Na–Na2O–NaH при XO = XH. Показано, что введение добавок кислорода в натрий, насыщенный водородом, приводит к снижению равновесного давления водорода над расплавом из-за взаимодействия примесей кислорода и водорода в жидком натрии.

К.В. МИТЮРЕВ1, И.И. КОНОВАЛОВ1 Е.Н. ЩЕРБАКОВ2,


В.С. ШИХАЛЕВ2

1ФГУП ВНИИНМ 2ФГУП ИРМ


ЗАВИСИМОСТИ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ СТАЛИ ЧС-68 С ТЕМПЕРАТУРОЙ И ДОЗОЙ НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ


Под действием нейтронного облучения конструкционные материалы оболочек твэлов реакторов на быстрых нейтронах претерпевают изменения структуры и свойств. Происходят процессы образования зародышей пор. Активизируются процессы образования радиационно-индуцированнных фаз, которые обуславливают зарождение и рост пор. Расчет характеристического параметра жесткости кристаллической решетки с учетом теории Борна – Кармана позволил связать атомарную структуру твердого тела со структурно не чувствительными силовыми характеристиками материала. Проведенный анализ жесткости кристаллической решетки в зависимости от повреждающей дозы показал уменьшение прочности связи атомов в конце стадии стационарных изменений с мало изменяющейся скоростью.


В.В. НЕЧАЕВ, М.В. ЕМЕЛЬЯНОВА

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОРСИЛАНОВ


С помощью расчетов энергий Гиббса, констант равновесия реакций, составов газовой фазы в гетерогенных и гомогенных системах Si-Cl-H, сравнением с экспериментальными данными по точкам кипения, эпитаксии кремния и получения поликремния отобраны наиболее согласующиеся между собой и экспериментом данные по термохимическим свойствам хлорсиланов SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiCl2, SiCl3 (см. табл.).


Вещество


кДж/моль




Дж/моль/К

ср = a+b·10-3T+с·105Т -2+d·10-6T2 Дж/моль/К

a

b

c

d

SiCl4

-662.646

330.938

103.709

4.979

-13.295

-1.485

SiHCl3

-496.222

313.716

85.722

21.414

-1.510

-5.745

SiH2Cl2

-320.494

286.734

77.212

23.004

-19.790

-4.534

SiCl2

-168.615

281.315

57.685

0.251

-5.874

0.000

SiCl3

-390.376


318.176

80.391

3.155

-9.406

-0.946

В.В. НЕЧАЕВ, М.В. ЕМЕЛЬЯНОВА, В.В. МИТИН1, Л.С. ИВАНОВ1,

А.М. КОСАРЕВ1, Е.А. АЛАЛЫКИНА1, Д.А. БОЧАРНИКОВ1,

Д.С. БРОВИН2

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

1ОАО ГИРЕДМЕТ, Москва

2ООО «Софт-Импакт», Санкт-Петербург


МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРЕМНИЯ


По трехмерной модели выполнено численное исследование тепловых, гидродинамических и физико-химических явлений в реакторах для получения поликремния из трихлорсилана. Сравнением расчетов реактора П-18 с данными хроматографических исследований подобраны термохимические данные для хлорсиланов. Вычислительными экспериментами показано: введение третьего ряда стержней автоматически приводит к выравниванию тепловых условий на внутренних рядах; для выравнивания гидродинамических условий в трехрядных реакторах необходимо изменять распределение потоков подаваемой смеси по мере увеличения диаметра стержней. Определены факторы, приводящие к образованию пористой структуры. Показано, что для повышения производительности в начальной стадии можно увеличивать температуру осаждения без ухудшения структуры.


В.В. НЕЧАЕВ, Г.Н. ЕЛМАНОВ, П.С. ДЖУМАЕВ, А.С. ФРОЛОВ,
А.К. ХЛОПКОВ, А.А. ГАСАНОВ1, Л.А. НИСЕЛЬСОН1,

В.А. НАУМАН2, М.Г. ШТУЦА2

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

1ОАО ГИРЕДМЕТ, Москва; 2ОАО ЧМЗ, Глазов, Удмуртия



ОСАЖДЕНИЕ МОЛИБДЕНА ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ


На основе теоретического физико-химического анализа и кинетических расчетов найдены условия осаждения молибдена в замкнутых системах при температурах ниже 1000 ºС, подтвержденные экспериментом. Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено взаимодействие хлоридов молибдена с кварцевым стеклом. Установлен механизм переноса молибдена в кварцевой ампуле, связанный с оксихлоридами. Исследована структура и атомный состав осадков, полученных при температурах 600…750 ºС и разных транспортирующих агентах. Обнаружено значительное уменьшение размеров кристаллитов при низкотемпературном осаждении, связанное с природой транспортирующего агента.

Е.В. РЕШЕТНИКОВА, А.В. НАЗАРОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ АТОМАРНОЙ СТРУКТУРЫ

В ОКРЕСТНОСТИ МЕЖДОУЗЕЛЬНОГО АТОМА

С УВЕЛИЧЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ В ОЦК МЕТАЛЛАХ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ


Многие свойства материалов зависят от атомарной структуры твердого тела, поэтому важно изучать влияние различных факторов на атомарную структуру твердого тела. Ранее было показано, что подобие атомарной структуры сохраняется в окрестности вакансии с изменением температуры. В данной работе проводится проверка возможности сохранения такого подобия в окрестности междоузельного атома. В рамках ранее разработанной модели изучается изменения атомарной структуры в окрестности междоузельного атома в ряде ОЦК металлах.


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).



Е.А.Смирнов, А.К.Спиридонов

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.

ОАО «Машиностроительный 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. А.А. Байкова 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 -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 H0 при 0 К. Это приводит к стабилизации ОЦК-сплавов в системах Fe-(Cr,V). Расчетами ab-initio вскрыта физическая причина знакопеременной зависимости зависимости H0 в ферромагнитных Fe-(Cr,V) ОЦК–сплавах.


А.Л. УДОВСКИЙ, Д.А. ВАСИЛЬЕВ

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова 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. А.А. Байкова РАН, Москва


РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА СТРУКТУРНЫХ
И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ -ФАЗЫ
(НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ Fe-Cr).



Целью данной работы являлось разработка методики для описания фазы. В работе структуре фазы, состоящую из 5 подрешеток, смоделировали 3-мя подрешетками для описания распределения атомов компонентов по подрешеткам  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 фазы в зависимости от состава и температуры. Получены предварительные результаты равновесия ОЦК сигма-системы Fe-Cr.


В.П. филиппов, Д.Э. Лауэр, Ю.А. Лауэр,

П.Г. Голобородько1, А.М. Поляков1

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  – 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

1ФГУП Всероссийский институт авиационных материалов, 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 -области (1200 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 /-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.


А.В. Яушев, Б.А. Калин, С.А. Кохтев, Д.А. Кулешов,

И.Г. Булычев

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.




ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1