Том 125, № 6 (2024)

На основе репличного обменного алгоритма метода Монте-Карло проведено исследование влияния внешнего магнитного поля на фазовые переходы и термодинамические свойства двумерной антиферромагнитной модели Поттса с числом состояний спина q=4 на гексагональной решетке. Исследования проведены в интервале значений внешнего магнитного поля 0.0 ≤ h ≤ 10.0. Магнитное поле измеряется в относительных единицах обменного взаимодействия ближайших соседей |J₁|. Получены магнитные структуры основного состояния и проведен анализ характера фазовых переходов в рассмотренном интервале поля. Установлено, что в интервалах 0.0 ≤ h ≤ 3.0 и 6.0 ≤ h ≤ 6.5 наблюдается фазовый переход первого рода. Показано, что при значениях внешнего магнитного поля h = 3.5 и 5.5 система является фрустрированной, а в интервалах магнитного поля 4.0 ≤ h ≤ 5.0 и 7.0 ≤ h ≤ 8.5 система находится вблизи режима фрустраций. Обнаружено, что сильные магнитные поля (h ≥ 9.0) подавляют фазовый переход в системе.

В пленках соединений RFeO₃ (R=Y, Lu, Yb), обладающих гексагональной симметрией, исследован линейный электрооптический эффект. Найдено общее уравнение для оптической индикатрисы пленки при произвольной ориентации внешнего электрического поля. Для частного случая ориентации внешнего электрического поля вдоль оси [010] определено уравнение индикатрисы в главных осях, а также главные показатели преломления. Получены две новые оптические оси в присутствии электрического поля. Установлено, что при распространении света вдоль направления [100] в пленке распространяются две изонормальные моды, для которых найдены коэффициенты преломления. Рассчитан фазовый сдвиг, связанный с распространением этих мод и обусловленный наличием электрического поля. Сдвиг линеен по электрическому полю, то есть реализуется эффект Покельса.

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование эффекта торможения границ зерен двойниками отжига в чистой меди. Предложена модель, описывающая влияние двойников отжига на миграцию границ зерен в чистых металлах. Показано, что сила торможения со стороны двойников подобна зинеровской силе торможения, создаваемой некогерентными дисперсными частицами. Получено уравнение для вычисления тормозящей силы, создаваемой двойниками отжига. Показано, что ее величина обратно пропорциональна размеру двойников и прямо пропорциональна их объемной доле. Результаты моделирования сопоставлены с результатами эксперимента. Продемонстрировано хорошее соответствие теоретических и экспериментальных результатов.

Промышленный сплав Ti–6Al–4V был получен практически в однофазном состоянии, сформированном мелкодисперсными глобулярными a-зернами со средним размером 12 мкм, при использовании термомеханической обработки, включающей горячую прокатку. Микротекстура и структура сплава были изучены методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, в том числе ориентационной. Обнаружено, что для a-зерен в плоскости прокатки выполняются ориентационные соотношения Бюргерса и обеспечиваются двойниковые ориентации. Установлено существенное рассеяние кристаллографических ориентаций a-зерен друг относительно друга (до 10–15°) для каждой группы близких ориентировок Бюргерса как результат пластической деформации прокаткой при высоких температурах. Выявлены кластеры микротекстурных областей в слоистой микроструктуре зерен, механизмы образования и взаимные кристаллографические разориентации микротекстурных областей и зерен в сплаве.

Исследовано влияние обработки лазерными наносекундными импульсами поверхности образцов из сплава Zr–1%Nb в отожженном состоянии и после их двухэтапной деформационной обработки abc-прессованием и прокаткой. Методами оптической и сканирующей микроскопии описана морфология модифицированной поверхности образцов, проведена количественная оценка ее микрорельефа, сформированного в результате испарения и плавления тонкого слоя материала, подвергнутого лазерной обработке. Проведены дюрометрические измерения с целью определения твердости приповерхностного слоя и его упрочнения, вызванного лазерно-индуцированными ударными волнами. На основании данных EBSD-анализа описана структура образцов в приповерхностном слое. Установлено влияние исходного размера зерна на качество модифицированной поверхности, а также на глубину и упрочнение приповерхностных слоев.

Исследована структура и механические свойства листового проката толщиной 40 мм из низкоуглеродистой низколегированной стали, подвергнутой термомеханической обработке по различным режимам. Установлены структурные факторы, влияющие на получение высоких механических свойств. Показано, что комплексная обработка, включающая закалку с прокатного нагрева и высокотемпературный отпуск с последующим дополнительным циклом закалки и отпуска, приводит к формированию однородной по сечению листового проката фрагментированной бейнитной структуры с дисперсными карбидами ниобия и цементитного типа. Такая структура обеспечивает предел текучести не менее 630 МПа в сочетании с высокими значениями работы удара при отрицательных температурах и уровнем пластичности δ≈20%.

Для поликристаллического материала с гексагональной плотноупакованной решеткой предложена модель, позволяющая оценить предел текучести при заданной текстуре. Пластические свойства отдельного зерна описываются предложенным авторами ранее обобщенным критерием Мизеса. Для определения предела текучести поликристалла рассмотрены наиболее распространенные способы осреднения. Предложен оригинальный способ осреднения для неоднородной среды в условиях пластической деформации, учитывающий наличие недеформируемых зерен, доля которых определяется средствами теории перколяции. На основе каждого подхода решена задача о растяжении/сжатии однородного стержня квадратного поперечного сечения для двух предельных случаев: отсутствия текстуры и жесткой базисной текстуры. Результаты расчетов сопоставлены с имеющимися литературными данными. Рассмотрено влияние текстуры на предел текучести. Дано качественное объяснение образования текстуры.

Исследован процесс выделения частиц Al₃Zr в литых сплавах Al–(0.25–0.4)вес.%Zr, изготовленных методом индукционного литья. Исследовано влияние концентрации циркония на параметры микроструктуры, твердость и удельное электросопротивление (УЭС) литых сплавов. Построены зависимости твердости и УЭС от времени отжига литых сплавов при 500°С. Определены параметры уравнения Джонсона–Мела–Аврами–Колмогорова для сплавов с разным содержанием Zr. Определены оптимальные режимы старения литых заготовок. Методом волочения изготовлены тонкие проволоки ∅ 0.3 мм; исследована прочность, УЭС и твердость проволок в исходном состоянии и после термической обработки. Проведены испытания на термостойкость алюминиевых проволок по ГОСТ Р МЭК 62004-2014.