Том 125, № 5 (2024)

Работа посвящена теоретическому исследованию неколлинеарных магнитных структур зарядово-упорядоченных манганитов со степенью допирования x=3/4, 4/5. Рассмотрены причины образования скошенных и перпендикулярных структур, связанных с конкуренцией орбитально-зависимого обмена в разных кристаллографических направлениях и влиянием одноионной анизотропии. Показан механизм образования существенно неколлинеарных магнитных структур. Предсказаны тримерно-страйповые магнитные структуры с упорядочением вдоль x_p, y_p, z_p = b псевдоперовскитных осей. Предположено наличие компонент магнитной структуры вдоль оси b и предложены способы проверки наличия таких компонент c помощью полевых зависимостей намагниченности и частот антиферромагнитного резонанса.

В интервале температур 50–350 K исследована зависимость дифференциальной магнитной восприимчивости c_ac(T) металлических биаксиально текстурированных лент NiW_x с содержанием вольфрама х = 5.5, 6.0, 7.4, 7.7 ат.% от плоских механических напряжений растяжения и сжатия. Для создания этих напряжений производили термоциклирование лент, приклеенных к подложкам из Si и алюминиевого сплава D16T. Показано, что основные особенности поведения магнитной восприимчивости можно объяснить магнито-ориентационными переходами и возникновением внутренних напряжений s(T), превышающих предел упругости NiW_x.

В приближении среднего поля исследована возможность существования нематического состояния в сильном магнитном поле в ферромагнетике с большим биквадратичным обменным взаимодействием и спином магнитного иона S=1. Исследован случай как изотропного, так и анизотропного негейзенберговского ферромагнетика. Исследована трансформация геометрического образа спинового нематика в зависимости от величины магнитного поля.

Выполнено комплексное исследование процесса гидровакуумного диспергирования металлических расплавов на примере серого чугуна марки СЧ20 (3.3 – 3.5C, 1.4 – 2.4Si, 0.7 – 1Mn, <0.15S, <0.2P в мас.%). Выявлено, что главным обусловливающим фактором механоактивации образующихся частиц является их затвердевание в волокнистом, неравновесном структурно-напряженном состоянии, что достигается путем сплющивания и несимметричного закручивания капель, отрывающихся от жидкого металла, находящегося в диспергаторе в условиях объемного воздействия ударно-пульсирующими волнами гидравлического разряжения. Установлено, что степень активации частиц экспоненциально зависит от их дисперсности и удельной поверхности, поскольку именно эти показатели определяют степень асимметрии сдвиговых деформаций и величину накопленной энергии. В свою очередь, на дисперсность и удельную поверхность доминирующее влияние имеют такие физико-технологические факторы, как удельный расход и давление нагнетаемой воды, толщина и угол подъема гидрооболочки вакуумирующей диффузионной воронки, а также диаметр пропущенной в нем струи диспергируемого расплава и температура его перегрева. Управление этими параметрами дает возможность плавно регулировать ключевое соотношение “жидкий металл : вода” и настроить процесс диспергирования с максимально-возможной степенью измельчения и активацией получаемого порошка.

Исследовано влияние водорода на структуру и физико-механические свойства аустенитной нержавеющей стали 316L (в мас.% 67.5Fe, 17.7Cr, 10.6Ni, 2.6Mo, 1.2Mn, 0.4Si), изготовленной с помощью метода послойного лазерного сплавления (ПЛС). Определены кинетические параметры взаимодействия водорода со сталью 316L-ПЛС при температурах в диапазоне от 300°С до 700°С. Показано, что в температурном диапазоне от 20°С до 600 °С наиболее чувствительными к влиянию водорода являются характеристики пластичности. Их максимальное снижение, вызванное воздействием водорода при 600°С, не превысило 30%, при этом такие характеристики, как относительное удлинение после разрыва, и относительное сужение после разрыва остаются на достаточно высоком уровне. Снижение прочностных характеристик наблюдается только при температуре 600°С и не превышает 10%. Длительное термическое воздействие и происходящие при этом структурные изменения на кинетические параметры взаимодействия водорода со сталью 316L-ПЛС влияния не оказывают. Растворимость водорода в сталях 316L-ПЛС и 12Х18Н10Т, изготовленных по “традиционной” технологии, практически одинакова.

Приведены новые данные о фазовых состояниях и структурных превращениях в сплавах Fe₇₃Ga₂₇, легированных Dy, Er, Tb и Yb в количестве ~0.5 ат.%. Структурные данные получены в нейтронных дифракционных экспериментах, выполненных с высоким разрешением и в режиме непрерывного сканирования по температуре при нагреве до 850°С и последующем охлаждении со скоростью ±2 °С/мин. Установлено, что как последовательность образующихся и исчезающих структурных фаз, так и финальное состояние сплава зависят от типа редкоземельного элемента. Фазовые переходы в сплаве с Dy аналогичны переходам в исходном сплаве Fe₇₃Ga₂₇, за исключением финального состояния. Легирование Er и Tb приводит к замещению упорядоченных плотноупакованных фаз L1₂ и D0₁₉ их неупорядоченными аналогами А1 и А3. При легировании Yb образования фаз L1₂ или А1 и D0₁₉ или А3 вообще не происходит. Существование тетрагональных структурных фаз L6₀ (m-D0₃) и D0₂₂, обнаруженных ранее в аналогичных сплавах в электронно-дифракционных исследованиях, не подтверждено.

Предложены методы для моделирования роста зерна в сплавах с учетом сдерживания этого роста частицами вторых фаз. Представленные подходы, в первую очередь, ориентированы на низколегированые стали с карбонитридным упрочнением. Проведено сравнение результатов расчетов с имеющимися в литературе экспериментальными данными и показано их удовлетворительное согласие.

Методами рентгеноструктурного анализа, эллипсометрии и оптической микроскопии изучены образцы алюминиевых сплавов (Al и Al–2.3%V), полученные 3D-печатью по технологии селективного лазерного сплавления. Проведено сравнение механических свойств полученных изделий. Установлено отсутствие влияния термической обработки на прочностные и пластические свойства деталей из чистого Al и сплава Al–2.3%V. Выявлено существенное воздействие легирующей добавки ванадия на эксплуатационные свойства материалов из сплава Al–2.3%V при сохранении его исходной пластичности, по сравнению с образцами из первичного алюминия.