Твердофазные превращения в сплавах на основе Ni под действием механической нагрузки

Тажибаева, Гаухар Баранбаевна

Твердофазные превращения в сплавах на основе Ni под действием механической нагрузки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Тажибаева, Гаухар Баранбаевна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Усть-Каменогорск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Твердофазные превращения в сплавах на основе Ni под действием механической нагрузки»

Автореферат диссертации на тему "Твердофазные превращения в сплавах на основе Ni под действием механической нагрузки"

На правах рукописи

Тажибаева Гаухар Баранбаевна

ТВЕРДОФАЗНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ N1 ПОД ДЕЙСТВИЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Барнаул - 2010

4855863

Работа выполнена в Восточно-Казахстанском техническом университете им. Д. Серикбаева (Республика Казахстан)

Научный кандидат физико-математических наук,

руководитель: доцент ВКГТУ им. Д.Серикбаевз (Казахстан)

Абылкалыкова Р.Б.

Официальные доктор физико-математических наук,

оппоненты: профессор Плотников В. А.

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института Физики СО РАН им. Л.В. Киренского Быкова JI.E.

Ведущая Сибирский государственный индустриальный

организация: университет, г. Новокузнецк

Защита состоится «23» декабря 2010 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, гл. корпус, ауд.528.

Тел./факс (3852) 290852

E-mail: <genphys@mail.ru>

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова».

Автореферат разослан « И» ноября 2010 г. Ученый секретарь диссертационного уР

совета, кандидат физико- Романенко В.В.

математических наук /

Примечание: отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организаций, просим посылать в 2-х экземплярах на адрес университета.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Проблемы твердофазных превращений, инициированных механическим воздействием, всегда привлекали внимание исследователей. Однако механизм и кинетика твердофазных превращений до конца не поняты и, в большинстве случаев, происходит накопление экспериментальных данных. Твердофазные превращения можно разделить на два типа: твердофазные реакции и процессы рекристаллизации. Одной из возможностей реализации твердофазных реакций является возникновение структурных нестабильностей сплавов с мартенситными превращениями. Свойства композиционных материалов зависят не только от физико-химических свойств компонентов, но и от прочности связи между ними. Максимальная прочность достигается, если между матрицей и арматурой происходит образование твердых растворов или химических соединений. Очевидно, что для образования новых фаз необходимо перераспределение составляющих компонент сплава, которое может быть осуществлено только диффузией. Но классическая диффузия требует времени для ее протекания, а при пластической деформации, как правило, нагрузки воздействуют очень непродолжительно. Следовательно, для образования новых фаз в таких условиях в сплавах должна иметь место аномальная диффузия.

В настоящей работе под аномальной диффузией понимается диффузия, для которой среднее от квадрата смещения частицы пропорционально времени в дробной степени. Она наблюдается в аэрозолях, гелях, электронно-ионной плазме, в системах, описываемых статистической физикой открытых систем.

Явления, связанные со структурно-фазовыми превращениями в металлах и сплавах, протекающими в условиях экстремальных механических воздействий, до конца не изучены.

Сплавы никеля с титаном и алюминием широко используются в технике благодаря эффекту памяти формы, проявляющемуся при мартенситном переходе. Если этот переход инициирован механическим воздействием, то имеют место фазовые превращения с образованием новых фаз, в том числе и магнитных. Смена атомом ячейки Вигнера-Зейтца происходит за время скачка порядка 10"1'1 с. Если число скачков составляет более 100, то температура локального атомного окружения может соответствовать температуре плавления, а, следовательно, организации новой ячейки Вигнера-Зейтца. Такая ячейка может представлять, собой плотную упаковку тетраэдров или структуру Франка-Каспера, поскольку на ее формирование требуется меньше энергии. Процессы структурно-фазовых превращений приводят к образованию наноструктуры, соединяющей элементы конструкции. Наноструктура, представляющая собой тетраэдрическую плотную атомную упаковку, построенную на основе критерия: максимизации количества связей при минимизации объема, может обеспечить высокую прочность соединения.

соединения металлических конструкций (диффузионная сварка). Внешние механические воздействия способны вызывать многочисленные фазовые переходы, приводить к изменениям фазового и химического состава вещества при достаточно низких температурах. Задача выявления твердофазных эффектов в сплавах на основе никеля под воздействием механической нагрузки, а также установление корреляции структуры с физическими свойствами являются актуальными.

Тема диссертации соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований, утвержденных Министерством образования и науки РК и президиумом РАН (раздел 1.2 «Физика конденсированных состояний и вещества»). Работа выполнена в рамках договора о творческом сотрудничестве между Сибирским Федеральным университетом (РФ) и Восточно-Казахстанским государственным техническим университетом им. Д. Серикбаева (РК), а также договора РНП-7 (Развитие научного потенциала высшей школы РФ).

Цель диссертационной работы заключается в выявлении физических механизмов кинетических процессов, протекающих в условиях локализации деформации в сплавах на основе № при твердофазных превращениях, инициированных механической нагрузкой.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определить продукты реакций, протекающих при твердофазных превращениях в двухслойных №-14, №-А1 системах, многослойной ЖП^гБЮ^ 1ЧШ системе и в системе никелид титана - нержавеющая сталь.

2. Изучить механизмы и кинетику формирования атомно-упорядоченной структуры в нанокристаллических пленках N¡14 и в массивных образцах ИГЛ, МША1 при мартенситных превращениях в условиях механического нагружения. Установить корреляции между различными характеристиками структурной упорядоченности и магнитными параметрами в сплаве №14.

3. Исследовать влияние структурной неустойчивости системы никелид титана - нержавеющая сталь, претерпевающей мартенситные переходы с образованием мартенсита деформации, на возможность прохождения механохимических реакций под действием механической нагрузки.

Научная новизна

1. Впервые проведен анализ продуктов твердофазных реакций, протекающих под действием механической нагрузки, превышающей предел прочности, в двухслойных №-Т1, №-А1, сплавах №14, ЫША1, многослойной №Тьгг8Ю4-ЫГП структуре и в системе никелид титана - нержавеющая сталь. Выявлены наноструктурные образования в зоне локализации деформации.

2. Установлено, что продуктами реакции в системе №-14, наряду с известными фазами, являются фазы с тетраэдрически плотноупакованными структурами Франка-Каспера, нехарактерные для равновесного состояния двух-и многокомпонентных сплавов. Такие структуры могут формироваться при аномально быстрых процессах направленной диффузии, протекающих при механическом нагружении.

3. Обнаружены ферромагнитные свойства в никелиде титана и в сплаве NiTiAl после многократных циклов мартенситных превращений, инициированных механическим нагружением.

Значение полученных результатов для теории и практики

Диффузия атомов в твердом теле - одно из основных фундаментальных свойств, на котором базируется понимание многих явлений. Величины, входящие в уравнения для параметров диффузии (коэффициентов диффузии, скорости диффузии), приобретают свое конкретное содержание лишь при известном атомном механизме этого процесса. Именно такие механизмы рассмотрены в работе.

Твердофазные превращения в зоне локализации деформации могут быть использованы для получения соединений материалов Ni-Ti, NiTiAl и других в зоне их контактов. Тонкие покрытия из никелида титана толщиной несколько десятков микрометров на нержавеющей стали, полученные прокаткой, могут быть использованы для получения коррозионностойких и износостойких деталей. Такие материалы могут быть рекомендованы для диффузионной сварки как составляющие компоненты с меньшей энергией сцепления.

На защиту выносятся следующие положения:

- твердофазные превращения с образованием продуктов реакции под действием механической нагрузки в областях локализации деформации в двухслойных системах Ni-Ti, Ni-Al и многослойной системе NiTi-ZrSi04-NiTi;

- эффект старения в результате распада сплава NiTiAl, подвергнутого циклическим мартенситным превращениям в условиях механического нагружения;

- эффект локального плавления в зоне контактов на поверхности образцов нержавеющая сталь - никелид титана, нержавеющая сталь - твердый сплав 67КН5Б, подвергнутых совместной пластической деформации.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов подтверждается:

1) применением современных методов исследования в физике конденсированного состояния: просвечивающая и растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, прецизионные методы рентгеноструктурного анализа, магнитометрические методы;

2) сопоставлением полученных результатов с современными данными других авторов.

Сформулированные в диссертации выводы не противоречат известным положениям физики конденсированного состояния.

Публикации и апробация работы

конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Усть-Каменогорск, 2008); Международная научно-практическая конференция «Роль университетов в создании инновационной экономики» (Усть-Каменогорск, 2008); IV Международная школа-семинар «Высокотемпературный синтез новых перспективных наноматериалов» АлтГТУ «СВС-2008» (Барнаул, 2008); I открытая школа-конференция стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы» (Уфа, 2008); III - Байкальская международная конференция «Магнитные материалы. Новые технологии» (Иркутск, 2008); III International Conference «Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies» (Новосибирск, 2009); VII Международная Российско-Казахстанско-Японская научная конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Волгоград, 2009); Международная школа-семинар для магистрантов, аспирантов и молодых ученых посвященной памяти профессора Хорста Герольда (Усть-Каменогорск, 2009); Международный симпозиум «Наноматериалы для защиты промышленных и подземных конструкций» и XI Международная конференция «Физика твердого тела» (ФТТ- XI) (Усть-Каменогорск, 2010).

Результаты проведенных исследований опубликованы в 12 статьях и 8 тезисах. В том числе Изв. РАН, серия физическая, 2009, том 73, № 11, с. 16421644; Поверхность, 2010, № 7, с. 85-90; Поверхность, 2011, № 1, с. 109-112.

Личный вклад автора состоит в формулировке проблемы, определении цели и задач исследований, в решении поставленных задач, выполнении основной части исследования, анализе полученных результатов и их интерпретации.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. В ней содержится 150 страниц машинописного текста, 77 рисунков, 17 таблиц и 168 ссылок на литературные источники. Нумерация формул, таблиц и рисунков ведется по главам и пунктам. В конце каждой главы сделаны выводы. Общие выводы приведены в конце работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, дана характеристика изученности проблемы, определены цель и задачи работы, показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов, а также сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 выполнен краткий аналитический обзор литературы по теме диссертации. Даются основные понятия и определения, связанные с процессами твердофазных и механохимических реакций; краткий обзор существующих моделей диффузии. Особое внимание уделяется модели структурных превращений внутри «сдвиговой трансформационной зоны» и «жидкой зоны».

Согласно Джону Гилману механохимические реакции являются одним из видов твердофазного синтеза, в которых механическое движение управляет химической реакцией, производя сближение молекул. Механический удар может быть источником энергии активации химических реакций. Образование любой новой фазы требует перемещения атомов, следствием чего является локальное изменение химического состава сплава.

Из анализа цитируемой литературы можно заключить, что особенности процессов быстрой диффузии и твердофазного превращения на уровне межатомных взаимодействий могут быть описаны в рамках современной теории сдвиговой трансформационной зоны. Для вероятности перегруппировки частиц (трансформации) Я± (см. рис. I а, б) и для скорости возрастания свободного объема используются следующие уравнения:

( о 1

К, = expj J |ехр|^

dvA „ f-v, } л [ ds" = - с|exp I -— I + A, a

(1)

Л ) ! V, ) Л

где Уо - свободный объем вблизи зоны трансформации, необходимый для смещения частицы в поле напряжения сдвига, V, - средний свободный объем, V, - свободный объем, необходимый для смещения частицы при уплотнении структуры в отсутствие напряжения сдвига, (причем У/<Уц, поскольку при перегруппировке, связанной с уплотнением, требуется меньший свободный объем, чем при перегруппировке, обусловленной сдвигом), а - напряжение, ^ -пластическая деформация, р - некоторое усредненное напряжение, /?«, £у и (— константы.

я.

Г ;''

а)

б)

Рис.1 - а) Схематическая иллюстрация модели сдвиговой трансформационной -зоны предложенная А.Ьетакге; б) Модель сдвиговой трансформационной зоны до и после деформации

Известно [Yuan X. J], что при пластической деформации возможно образование новых фаз в металлах. В нанометровых областях локализации деформации локальная температура кристаллического объекта может оказаться значительно больше температуры его плавления. Поскольку в металлах процессы переноса идут с достаточно высокой скоростью, то одновременно с теплоотводом могут проходить процессы диффузии. В зависимости от направления действия и распространения внешней нагрузки диффузия может носить направленный характер. Много работ посвящено порошковым и тонкопленочным материалам, в которых проходят твердофазные реакции. Особое внимание в этих работах обращается на сплавы, претерпевающие мартенситный переход. Если исходить из того, что диффузия - это любое

движение атомов, то возможна ситуация, когда атомы смещаются на расстояния, не превышающие межатомных расстояний. В этом случае существенного изменения химического состава не происходит. При таком движении атомов происходит переключение межатомных связей, в результате чего образуется новая фаза. Мартенситные переходы в никелиде титана и других сплавах с эффектом памяти формы могут служить ярким примером направленности диффузионных процессов в локализованных областях с повышенной концентрацией напряжений.

Энергия активации механохимической реакции равна работе смещения атомов на критическое расстояние и составляет величину, на порядок большую, чем теплота плавления. Например, в работах Носковой Н.И. энергия активации межзеренной ползучести наноструктурного никеля, составляет 115 кДж/моль. Согласно релаксационной теории стеклования энергия, заключенная в возбужденном объеме вещества, может максимально превышать теплоту стеклования примерно в 32 раза. Эти результаты подтверждаются более поздними работами Лангера по релаксации в твердофазных стеклах.

Вероятность R± переключения химической связи при сдвиге в системе возбужденных атомов в твердом теле при низких температурах описывается уравнением (3).

tCrCr

(3)

где а - коэффициент трения, с- сдвиговое напряжение, Р - давление.

Скорости таких процессов могут составлять до нескольких километров в секунду.

Глава 2 посвящена описанию образцов и методов эксперимента.

Для исследования были выбраны материалы, в которых выявлена структурная неустойчивость и, где возможно прохождение прямого и обратного мартенситных превращений.

Были взяты образцы сплавов Ni-Ti (1:1) толщиной 0,1 мм, пластинки Ni (96%) и AI (96%) толщиной 0,1 мм, пластинки тройного сплава эквиатомного состава NiTiAl (1:1:1) прямоугольной формы размерами 15*55*2,5 мм, нержавеющая сталь марки 12Х18Н, твердый сплав 67КН5Б. Образцы в исходном состоянии имели структуру аустенита, были гладко отполированы.

Для механического воздействия использовали следующие установки: электромеханический пресс (испытательный ПТС/500), твердомер по Бринеллю (ТШ-2М), установка для прокатывания (утонения) проволоки.

Экспериментальные исследования проводили на: оптическом микроскопе ММР-4, просвечивающем электронном микроскопе ПРЭМ-200, растровом электронном микроскопе РЭММА-202, JSM-6390LV, рентгеновском дифрактометре ДРОН-3, рентгеновском дифрактометре фирмы «Bruker», энергодисперсионном рентгенофлуоресцентном спектрометре (XRF), крутильном магнитометре (с чувствительностью 2,8 эрг/см3, поле от 300 до 17 кЭ).

Компьютерный анализ изображений осуществляли в программной среде 81АМ8600ёешо.

В главе 3 приведены экспериментальные результаты по выявлению особенностей атомной структуры неравновесных фаз, возникающих в процессе твердофазных превращений в сплавах системы №-Т1

Твердофазные реакции в двухслойной системе М-Тк На пластинку титана (толщина 0,1 мм) укладывали таблетку никеля (толщина 1,5 мм, диаметр

2 мм), все это помещали на держатель из стали 110Г13Л и нагревали в печи до температуры 500 °С. Затем переносили на установку для измерения твердости по Бринеллю и опускали шарик с помощью автоматического включения установки. Шарик вдавливался в таблетку никеля с усилием 3000 кг на площадь

3 мм2 (~1Т0Ш Па) приблизительно за I секунду, образовывая ямку в стальном образце. В результате N1 прочно связался с Т1 (рис.2).

Рис. 2 - Фотография образца N¡-11 после реакции

После отслоения таблетки № от Т1 продукт реакции соскабливали и помещали на сеточку-объектодержатель просвечивающего электронного микроскопа ПРЭМ-200.

Картина микродифракции (рис. 3, б) указывает на образование наночастиц новой фазы. При расшифровке электронограмм, полученных с зоны реакции, удалось обнаружить и расшифровать структуру (рис. 3, в), которая соответствует тетраэдрически плотноупакованной структуре типа Франка-Каспера РК12+РК16 (фаза Лавеса типа М§Си2).

Рис. 3 - а) Электронная микрофотография, картина дифракции;

б) картина микродифракции электронов в зоне реакции никеля и титана;

в) схема её расшифровки

На электронной микрофотографии зоны реакции № с Т1 (рис. 4, а) можно увидеть изгибные контуры, переходящие от одного зерна к другому. Это служит доказательством того, что в процессе нагрева и механического воздействия происходит переориентация зерен и изгиб атомных плоскостей.

Рис. 4 - а) Электронная микрофотография зоны реакции N1 с Тк б) Микрофотография изгибных контуров

а)

б)

Была проведена оценка величины искривления атомных плоскостей. В нашем случае величина внутреннего изгиба атомных плоскостей оказалась порядка 60 градусов на микрон, что указывает на образование внутренних напряжений, значительно превышающих значения, допустимые теорией упругости. Изгиб кристаллической решетки обеспечивает пластическое течение, в результате которого возникают тетраэдрически плотноупакованные кластеры (структуры Франка-Каспера).

Таким образом, результаты исследований показали, что при термомеханическом воздействии в зоне реакции N1 с Тл произошли мартенситные превращения и образовались новые фазы, имеющие структуру типа Франка-Каспера.

Исследование особенностей мартенситного перехода в сплавах на основе N¡-11. Образцы никелида титана, разрезанные в виде пластинок толщиной 2-2,5 мм после металлографической обработки, были подвергнуты статическому растяжению до разрыва.

Микроструктура утоненной фольги аустенитной фазы никелида титана была исследована методом просвечивающей электронной микроскопии и микродифракции на микроскопе ЭМ-200 при ускоряющем напряжении 125кВ. Картины микроструктуры тройного стыка зерен и микродифракции представлены на рис.5. Показано два светлых зерна А и В со структурой В2. На электронограмме. вставленной в рис.5, а видна структура В2, ось зоны [11 1]. На поверхности третьего зерна С видны линии сдвига (рис.5, в), происшедшего в результате мартенситного превращения исходной структуры В2.

Рис. 5 - Микроструктура сплава Ni-Ti: а) А и В - зерна со структурой В2 (ОЦК-решетка); б) - микроэлектронограмма, полученная от зерна А при ориентировке структуры В2 с осыо зоны [111], перпендикулярно плоскости рисунка; в) - фрагмент зерна С с полосами сдвиговой деформации

При переходе «сдвиг-поворот» возможны отклонения движения атомов при прямом обратном переходе от прямолинейной траектории. Такие отклонения носят случайный характер и приводят к фазовому распаду сплава на компоненты (никель). Известно, что распад в сплаве NiTi через атомное

упорядочение был обнаружен как один из типов спинодального распада. В результате термомеханического воздействия в локализованных областях 1ЧШ образуются участки, содержащие никель. Доказательством этого является результат исследования образца в крутильном магнитометре (рис. 6).

..................................................................................................................................................................................................................Рис. 6 - Кривые крутящих моментов.

/■.■' N

-)» :......пегое 25 Ц1

КВ 3—п»слеЭ5ц1

полученные (в поле Н=6кЭ) в ЫШ после циклических нагружений прямой-обратный мартенситный переход

Согласно диаграмме фазовых равновесий ферромагнетизм в сплаве N¡71 появляется при содержании никеля 90 атомных процентов. Согласно данным рентгеновского флуоресцентного анализа исследуемый образец имел эквиатомный состав.

Распад сплава N¡11 может быть описан в рамках: теории сдвиговой трансформационной зоны, модели вращательной диффузии, модели «сдвиг-поворот». Все предложенные модельные представления приводят к одному заключению: при механическом сдвиге реализуется механизм «переключения химической связи».

В главе 4 приведены экспериментальные результаты по выявлению особенностей атомной структуры неравновесных фаз, возникающих в процессе твердофазного превращения в системе №-А1, №Т1-2г8Ю4-№Ти тройного сплава №ИА1.

Твердофазные реакции в двухслойной системе 1ЧьА1.

Пластинки N1 и А1 толщиной 0,1 мм помещали в установку для прокатывания (утонения) проволоки и совместно прокатывали при комнатной температуре.

В результате прокатки прошла твердофазная реакция по следующей схеме:

лефориаиин

5№+6А1 №+А1+№А1+А14№3, с образованием новых фаз - А1№ и

А14№3.

Из расшифровки рентгенограмм на базе данных КТМ (карта № 00-0461037) определены структуры А1№ и А14№3 (рис. 7). Механическое воздействие способствовало протеканию химической реакции № с А1 с образованием, в основном, интерметаллического соединения №А1, имеющего точку плавления 1638 °С. Энтальпия образования А1№ составляет 70-75 кДж/моль, что значительно превышает энтальпию образования других интерметаллических фаз никеля с алюминием. Фаза А14№3 имеет значительно меньшую температуру плавления (640 °С).

ai ml

ikiAi, л i i ..t., i 1.Ц.Н,|.li \ j

I !l \- 1 s I > LA ; 11 i,

BD 90

30 50 60 70 80 90

2( S() •10 50

AI4Ni3

5 - § Я -5 й

а ai г 1 i i i ■ ar i

20 ;i!j •10 50

б0

5? S

8»

Г)

20 - угол дифракции

Рис. 7 - Рентгеноструктурный анализ продукта механохимической реакции в зоне контакта пластинок Ni-Al в установке для проката: а) Al-Ni, 6) AI, в) Ni, г) Al4Ni3

Таким образом, при прокатке сформировалась высокотемпературная фаза NiAl благодаря высокому тепловому эффекту, приводящему к локальному разогреву в зоне контакта. При этом весь образец нагревался до температуры, не превышающей 100 °С. Эти факты могут быть объяснены с помощью теории сдвиговой трансформационной зоны. Кроме того, протеканию реакции способствует высокая скорость диффузии, которая может быть обусловлена ротационным механизмом передвижения атомов.

Твердофазные реакции между пластинками NiTi и прослойкой из ZrSi04. Между пластинками NiTi (толщиной 2 мм) поместили порошок циркона ZrSiC>4, затем нагрузили электромеханическим прессом со скоростью 170 тонн/мин. В результате механического воздействия произошла реакция. Продукты этой реакции исследовали в оптическом микроскопе.

Исходная структура сплавов системы Ni-Ti идентифицирована как аустенитная фаза типа В2.

На картинах рентгеновской дифракции поверхности разорванного образца были обнаружены характерные линии для продуктов реакции: Ni, Ti02, Zr02 и т.д. Продукты данной химической реакции были получены согласно схеме:

давление

7.г8Ю4+№Т1+02 -> 2г02+ТЮ:+№+5Ю:

Экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности протекания твердофазной реакции в системе N¡71 с прослойкой из 2г5Ю4 при комнатной температуре.

Исследование структурно-фазовых превращений при деформации тройного сплава №"ПА1 подтверждает возникновение высоких температур в зоне пластической деформации.

Пластины представляли собой прямоугольники размерами ~ 15х55><2,5 мм. Закалку проводили от температуры 1150°С с целью получения высокой однородности образца по его химическому составу. После закалки проведен анализ микроструктуры на электронном микроскопе. Микроструктура образцов в исходном закаленном состоянии характеризуется дендритно-ячеистым строением, свидетельствующим о значительной скорости охлаждения образцов в процессе их кристаллизации (рис. 8, а).

При увеличении на границах зерен выявляются цветовые неоднородности, указывающие на дендритную ликвацию с достаточно сильной степенью. По границам зерен наблюдается выделение дисперсных включений неизвестной светлой фазы (рис. 8, б). Подготовленные образцы были подвергнуты термомеханическому воздействию - изгибу при комнатной температуре и нагреве до 150-200 °С. При нагреве наблюдали возврат деформации, полученной образцом при низкой температуре. Однако, после 15 циклов термомеханического воздействия эффект возврата деформации исчезал.

Рис. 8 - Микроструктура образцов тройного сплава ЫГПА1 после закалки: а) дендрито-ячеистая структура образца; б) выделения светлой фазы по границам зерен после деформации

а) б)

Для исследования структурно-фазовых превращений в тройном сплаве №Т1А1 в процессе термомеханического циклирования проводили анализ рентгеновских лучей до и после циклической обработки (рис. 9). Из расшифровки рентгенограммы на базе данных 18ТМ (карта № 501265,060057,18-0872) определена исходная структура №3(Т1А1). Рефлекс [200] (рис. 9, а) с межплоскостным расстоянием 1,82 А уменьшил свою интенсивность и межплоскостное расстояние до 1,75 А (рис.9, б). Видно, что появилась серия новых пиков слева от рефлекса [111], а также рефлекс [211], не характерный для структур ГЦК и ГПУ (мартенсит деформации может формироваться в ГПУ фазу как результат двойникования). Это свидетельствует о перераспределении компонентов сплава и о выделении фазы с искаженной структурой В19'. Рентгеноструктурный анализ и магнитометрические

измерения (рис.10) показали необратимые структурно-фазовые превращения при мартенситных переходах с эффектом памяти формы.

Рис. 9 - Рентгенограммы сплава №Т1А1:

а) исходное состояние гомогенизированного отжигом от 850"С перед закалкой видны сверхструктурные рефлексы [100] и [110] исходной ГЦК фазы, свидетельствующие о частичном атомном упорядочении, прошедшем в процессе отжига:

б) после проведения циклической пластической деформации появились рефлексы от мартенсита деформации, которые не соответствуют ни ГЦК структуре, ни ГПУ структуре;

в) шкала взята из 1ЭТМ для ГЦК и ГПУ структур

1.75 1

ГЦК

5 N 4 ^ 1 1 г

| |

Согласно диаграммам фазовых равновесий сплав N¡1^1 является парамагнетиком. Очевидно, что в результате термомеханического циклирования в образце выделилась ферромагнитная фаза №. Для объяснения появления ферромагнетизма в сплаве №"ПА1 были использованы результаты компьютерного моделирования процесса направленной или краудионной диффузии атомов никеля по образцу. Возможность образования ферромагнитных частиц из атомов никеля размером порядка микрон известна из литературы.

Рис. 10 - Кривая вращательного гистерезиса для образца №ПА1 после многократных циклов мартенситных превращений

Методом крутящих моментов в крутильном магнитометре в магнитном поле от 300 Э и выше было установлено наличие ферромагнитной фазы, появлявшейся в образцах после многократного мартенситного превращения (см. рис.10).

В главе 5 приведены экспериментальные результаты по выявлению особенностей аномально быстрого массопереноса в зоне контакта сплавов N¡71 и 12Х18Н (нержавеющая сталь); стали марки 12Х18Н и твердого сплава 67КН5Б, подвергнутых совместной пластической деформации.

Исследование твердофазной реакции в системе №И-12Х18Н. На

поверхность нержавеющей стали помещали пластинки №"П и № (размером ~ 10х25х3мм), которые вдавливали на электромеханическом прессе в нержавеющую сталь со скоростью 170 тонн/мин. В ходе такого механического воздействия при комнатной температуре произошла реакция, в результате которой пластинки №Т1 прочно связались с пластинкой из нержавеющей стали. В то время пластинки № в условиях нагружения при комнатной температуре не образовали прочного соединения, хотя ударно-волновой импеданс (произведение плотности вещества на скорость звука в нем) практически одинаков для никеля, никелида титана и нержавеющей стали.

После проведения эксперимента образец никелида титана отделяли от нержавеющей стали. Для исследования продуктов механохимических реакций в образцах никелида титана при его совместной деформации с нержавеющей сталью проводились исследования химического состава и микроструктуры поверхности.

На рисунке (11, а) приведено изображение поверхности никелида титана при небольшом увеличении после отделения его от нержавеющей стали, связанного твердофазной реакцией.

Рис. 11 - Изображение поверхности границы раздела соединения никелида титана с нержавеющей сталью; а) при небольшом увеличении, б) при большом увеличении видны закристаллизовавшиеся капли расплава

а) б)

Видна поверхность с развитым рельефом. До помещения под пресс пластинка никелида титана была гладко отполирована и не имела шероховатостей. При исследовании поверхности никелида титана при больших увеличениях в электронном микроскопе были обнаружены закристаллизовавшиеся капли расплава (рис.11, б).

Химический состав продуктов реакции исследовали методом рентгеноспектрального флуоресцентного анализа. Из рентгеновских спектров можно видеть, что после прохождения реакции на поверхности нержавеющей стали произошло перераспределение компонентов и в достаточно большом количестве выявлен титан.

На рисунке 12, а представлена поверхность разрыва соединения никелид титана - нержавеющая сталь после прохождения твердофазной реакции. Расшифровки спектров энергодисперсионного анализа различных участков

поверхности разрыва соединения никелид титана - нержавеющая сталь приведены на (рис. 12, б).

Атомный % (от спектра 2)

Атомный % (от спектра I)

Элемент, К-серия

а) б)

Рис. 12 - а) Электронно-микроскопическое изображение поверхности нержавеющей стали ^М-бЗЭДЬУ; б) Расшифровка спектров 1,2, 3

Атомный % (от спектра 3)

Итого

Эти результаты свидетельствуют, что капли расплава содержат больше 11 (спектры 2 и 3), чем плоский участок образца (спектр 1). Эти результаты могут объяснить аномальную диффузию титана, активированную значительной пластической деформацией.

Можно предположить, что процессы на границе раздела никелид титана -нержавеющая сталь, как и в работах Метлова Л.С. и Мышляева М.М., протекают за счет двух релаксационных механизмов при пластической деформации. Первый тип - это потеря симметрии кристалла относительно направления воздействия. Второй тип связан с динамическими процессами, протекающими при генерации, аннигиляции и движения дефектов кристаллической решетки. В работах Бейгельзимера Я.Е. дана трактовка аномально быстрой диффузии в пластически деформированных металлах на основе гипотезы о вихревом течении металлов при большой пластической деформации, идущей по схеме простого сдвига. Простой сдвиг и турбулентность в металлах взаимосвязаны. То есть, простой сдвиг может инициировать турбулентность в локализованных областях металлического сплава.

Исследование структурных особенностей деформирования поверхностных слоев твердого сплава 67КН5Б при механической обработке. На рисунке 13 показано изображение поверхности твердого сплава 67КН5Б, обработанной шариками из аустенитной стали 12Х18Н. Изображение получено в растровом электронном микроскопе (РЭМ) ,18М-63901Л'. Видны черные точки, морфология которых выявлена с помощью просмотра в режиме отраженных электронов (см. рис. 13, а).

Как и в предыдущем случае, оказалось, что это выпуклые закристаллизовавшиеся капли расплава. При рассмотрении отдельных капель можно увидеть различные варианты дендритной структуры (см. рис. 13, б). Эти участки содержат дендритные образования в зоне локализации деформации. Причем каждый дендрит собран из отдельных кусочков.

Как известно, дендритный рост осуществляется в области градиента температур в жидкой фазе. Последняя может образоваться в точках контакта шарика с поверхностью обрабатываемого сплава за счет локального давления, достигающего десятков ГПа. За счет хорошего отвода тепла из капли в металлический образец возникает градиент температуры, достаточный для роста дендрита. На рисунке 13, в для иллюстрации приведен пример, взятый из работы Лангера, где показан рост дендрита из жидкой фазы.

Возникновение жидкоподобного состояния при деформации давлением известно достаточно давно и широко описано в литературе. Причем в случае структурной неустойчивости превращения проходят при более низких давлениях. Из переохлажденной жидкости согласно уравнениям Лангера возникают дендриты (кристаллы льда), как результат взрывной кристаллизации. Движущей силой процесса взрывной кристаллизации из расплава являются: градиент температуры, градиент концентрации и градиент давления. В металлах при прокатке формируются межзерённые межграничные прослойки.

В дополнение к модели, предложенной В.Е.Паниным о движении элементов субструктуры по схеме «сдвиг-поворот» в процессе пластической деформации, можно предположить формирование жидкоподобной фазы в областях локализации давления. Такая фаза может значительно облегчить движение по схеме «сдвиг-поворот», наблюдаемый в эксперименте. Вероятно, каждый кусочек дендрита был подвержен сдвигу и повороту прежде, чем сформировалась дендритная структура.

Основные результаты работы

В результате проведенной работы сделан анализ экспериментальных исследований твердофазных превращений в сплавах на основе N1, востребованных современной практикой. Основные научные результаты, представленные в диссертации, сводятся к следующему:

I. В результате пластической деформации при совместном динамическом нагружении приведенных в контакт массивных образцов №Л1, №-А1, многослойной структуры №Т1-2г8Ю4-№Т1 обнаружены эффекты твердофазных превращений в зоне контакта с образованием продуктов механохимических

а) б) в)

Рис.13-а) Изображение поверхности твердого сплава 67КН5Б (обработанной шариками) в растровом электронном микроскопе JSM-6390LV в отраженных электронах; б) На большом увеличении; в) Фотография дендрита льда, растущего в воду при переохлаждении ДТ=-2,3 °С получена [Langer J.S., Instabilities and pattern formation in crystal growth // Rev. Mod. Phys. 1980 V. 52, № I, P. 1-28]

реакций, в том числе тетраэдрически плотноулакованных структур Франка Каспера.

2. Мартенситные превращения в нержавеющей стали и никелиде титана могут инициировать процессы аномально быстрого массопереноса при совместной пластической деформации в зоне контакта этих образцов.

3. Обнаружено выпадение однодоменных ферромагнитных частиц в образцах NiTi, сплава NiTiAl, подвергнутых циклическому мартенситному превращению.

4. Обнаруженные дендриты, состоящие из фрагментов - субзерен, свидетельствуют о локализации плавления на поверхности твердого сплава 67КН5Б после механической обработки шариками.

5. Формирование каплеобразных областей в зоне контакта и обогащение их компонентами, поступающими из контактирующих сплавов в зону реакции, подтверждает модель аномально быстрой диффузии в пластически деформированных металлах, основанная на теории сдвиговой деформации.

Работа выполнена в коллективе, работающем под руководством доктора физико-математических наук профессора Квеглис Л.И.

Основные публикации по теме диссертации Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Абылкалыкова Р.Б. Особенности мартенситного превращения в никелиде титана / Р.Б. Абылкалыкова, Г.Б. Тажибаева, Ф.М. Носков, Л.И. Квеглис // Известия РАН. Серия физическая. - 2009,- Т. 73. - № 11.- С. 1642-1644.

2. Квеглис Л.И. Структурные и магнитные превращения в аустенитной стали 110ПЗЛ при динамическом нагружении / Л.И. Квеглис, В.И. Темных, В.В. Казанцева, Р.Б. Абылкалыкова, Г.Б. Тажибаева, В.А. Мусихин // Поверхность, -2010. - № 7,- С. 85-90.

3. Квеглис Л.И. Механохимические эффекты в двухслойных образцах никелид титана-нержавеющая сталь / Л.И. Квеглис, Р.Б. Абылкалыкова, Е.М. Сейлханов, Г.Б. Тажибаева, В.В. Казанцева // Поверхность. - 2011. - № 1,- С. 109-112.

Прочие публикации

4. Абылкалыкова Р.Б. Механохимические реакции в массивных и пленочных образцах системы Ni-Ti / Р.Б. Абылкалыкова, Ш.Б. Насохова, Г.Б. Тажибаева, Е.М. Сейлханов, Л.И. Квеглис В.А. Мусихин // Фундаментальные проблемы современного материаловедения, изд. Алтайского государственного технического университета, 2007,- №4. - С. 31-34.

5. Abylkalykova R.B. Solid-Phase Synthesis and Martensite Transformations in Thin Films and Bulk Materials Ni-Ti Systems / R.B. Abylkalykova, K.I. Kveglis, G.B. Tazhibaeva, Sh. B. Nasohova, U.A. Rahimova // Сб. тезисов VI Международной конференции «Ядерная и радиационная физика». Алматы, 2007.- С. 193-194.

6. Абылкалыкова Р.Б. Структурные особенности в сплавах Ni-Al / Р.Б. Абылкалыкова, Л.И, Квеглис, У.А. Рахимова, Ш.Б. Насохова, Г.Б. Тажибаева //

Сб. тезисов VI Межд. конф. «Ядерная и рад.физика». Алматы, 2007.- С. 408409.

7. Квеглис Л.И, Механохимические эффекты в двухслойных образцах никель-титан. / Л.И. Квеглис, Г.Б. Тажибаева // Труды X междисцип., межд. симпозиума «Упорядочение в минералах и сплавах» ОМА-10. Ростов-на-Дону, 2010.-Tl.-С. 164-167.

8. Квеглис Л.И. Механохимические эффекты в двухслойных образцах никелид титана-нержавеющая сталь / Л.И. Квеглис, Ф.М. Носков, Е.М. Сейлханов, Г.Б. Тажибаева // Труды межд. симпозимума «Low Dimensional Sistems». Сочи, 2008. -С.135-137.

9. Квеглис Л.И. Структурные и магнитные превращения в сплаве Ni3Al. / Л.И. Квеглис, Е.А. Дудник, A.B. Яшин, Н.В. Синица, Р.Б. Абылкалыкова, Ф.М. Носков, Г.Б. Тажибаева // Сб. материалов I Международной Казахстанско-Российско-Японской конференции. Усть-Каменогорск, 2008.- С. 446-451.

10. Абылкалыкова Р.Б. Твердофазный синтез, инициированный динамической нагрузкой в массивных образцах Ni-Ti. / Р.Б. Абылкалыкова, Л.И. Квеглис, Ш.Б. Насохова, Г.Б. Тажибаева, Ф.М. Носков // Сб. материалов I Межд. Каз.-Росс.-Японской конф. Усть-Каменогорск, 2008.- С. 459-468.

11. Сейлханов Е.М. Механические эффекты в двухслойных образцах никелид титана-нержавеющая сталь. / Е.М. Сейлханов, Л.И. Квеглис, A.A. Веригин, Ю.В. Паничкин, Г.Б. Тажибаева // Сб. материалов Межд. научно-практической конференции. Усть-Каменогорск, 2008. - Т 2. - С. 254-256.

12. Тажибаева Г.Б. Рентгеноструктурное исследование тройных сплавов Ni-Ti-А1 (NÍ3AITÍ). / Г.Б. Тажибаева, Л.И. Квеглис, Р.Б. Абылкалыкова, Ф.М. Носков, Е.А. Гасниченко // Сб. материалов Межд. научно-практ. конф. Усть-Каменогорск, 2008,- Т 2.- С. 277-279.

13. Квеглис Л.И. Исследование структуры образцов никелвда титана, применяемых в медицине / Л.И. Квеглис, Г.Б. Тажибаева, Д.С. Карашанов // Сб. материалов Межд. научно-практ. конф. Усть-Каменогорск, 2008. - Т 2. - С. 473-475.

14. Абылкалыкова Р.Б. Структурообразование в нанокристаллических пленках и межзеренных границах в сплавах на основе железа, кобальта и никеля. / Р.Б. Абылкалыкова, Г.Б. Тажибаева, Л.И. Квеглис // Сб. тезисов IV Межд. школы-семинар «Высокотемпературный синтез новых перспективных наноматериалов». Барнаул, 2008. - С.62-64.

15. Тажибаева Г.Б. Исследование механохимических реакций в массивных и пленочных образцах системы Ni-Ti. / Г.Б. Тажибаева, Р.Б. Абылкалыкова, Л.И. Квеглис, Ш.Б. Насохова // Сб. тезисов IV Межд. школы-семинар «Высокотемпературный синтез...». Барнаул, 2008. - С.59-62.

16. Тажибаева Г.Б. Механохимические эффекты в материалах с эффектом памяти формы. / Г.Б. Тажибаева, A.B. Ершов, И.Н. Рубцов, В.В. Казанцева // Сб. тезисов I открытой школы-конференции стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы». Уфа, 2008. - С. 151-152.

17. Казанцева В.В. Механохимические эффекты в материалах с эффектом памяти формы. / В.В. Казанцева, Г.Б. Тажибаева, A.B. Ершов, И.Н. Рубцов, В.А.

Мусихин // Сб. тезисов докладов Ill-Байкальской международной конференции «Магнитные материалы. Новые технологии». Иркутск, 2008. - С. 133-134.

18. Tazhibaeva G.B. Solid-phase synthesis in alloys on Ni-Ti basis. / G.B. Tazhibaeva, L.I. Kveglis, R.B. Abylkalykova // Сб. материалов III Международной конференции «Фундаментальные основы механохимических технологий». Новосибирск, 2009. - С. 45.

19. Kveglis L.I. Structural and magnetic transformations into Ni3Al alloy at mechanical loading. / L.I. Kveglis, R.B. Abylkalykova, N.V.Nikiforova, G.B.Tazhibaeva II Сб. материалов III Межд. конф. «Фундаментальные основы механохимических технологий». Новосибирск, 27-30 мая 2009. - С.140-141.

20. Абылкалыкова Р.Б. Моделирование сдвиговой трансформационной зоны для исследования явления ускореной диффузии при квазистатическом одноосном растяжении сплава NÍ3AI. / Р.Б. Абылкалыкова, Н.В. Никифорова, Г.Б. Тажибаева, Л.И. Квеглис, В.В. Казанцева // Труды VII Международной Российско-Казахстанско-Японской научной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». Волгоград, 2009. - С. 504-513.

21. Квеглис Л.И. Структурные и магнитные превращения в сплаве Ni3Al. / Л.И. Квеглис, Е.А. Дудник, A.B. Яшин, Н.В. Синица, Р.Б. Абылкалыкова, Ф.М. Носков, Г.Б. Тажибаева // Труды VII Межд. Росс.-Каз.-Япон. научной конференции. Волгоград, 2009. С. - 742-746.

22. Абылкалыкова Р.Б. Твердофазный синтез, инициированный динамической нагрузкой в массивных образцах и пленках Ni-Ti. / Р.Б. Абылкалыкова, Л.И. Квеглис, Ш.Б. Насохова, Г.Б. Тажибаева, Ф.М. Носков // Труды VII Межд.Росс.-Каз.-Япон.научной конференции. Волгоград, 2009. - С. 747-756.

23. Абылкалыкова Р.Б. Исследование структурных превращений в Ni-Ti. / Р.Б. Абылкалыкова, Г.Б. Тажибаева, Г.К. Уазырханова // Сб. трудов Межд. школы-семинар для магистрантов, аспирантов и молодых ученых посвященной памяти профессора Хорста Герольда «Новые технологии, материалы и инновации в производстве». Усть-Каменогорск, 2009. - С. 99-103.

24. Квеглис Л.И. Трансляционно-ротационный механизм массопереноса при механической обработке поверхности сплава 67КН5Б. / Л.И. Квеглис, Р.Б. Абылкалыкова, Г.Б. Тажибаева, А.Б. Садибеков // Сб. материалов Межд. симпозиума «Наноматериалы для защиты промышленных и подземных конструкций» и XI Межд. конф. «Физика твердого тела». Усть-Каменогорск, 2010. - С. 344-348.

25. Абылкалыкова Р.Б. Исследование процессов аномального быстрого массопереноса в металлических сплавах. / Р.Б. Абылкалыкова, Л.И. Квеглис, Г.Б. Тажибаева // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. Изд-во АлГТУ, №4, 2010. - С.48-51.

Подписано в печать 24.09.2010 г. Формат 60x84/16 Гарнитура Times Усл. п. л. 1,2 Тираж 120 экз. Заказ № 250

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Тажибаева, Гаухар Баранбаевна

ВВЕДЕНИЕ.

I ТВЕРДОФАЗНЫЙ СИНТЕЗ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

1.1 Механохимические и твердофазные реакции в металлических сплавах.

1.1.1 Виды и механизмы механохимических реакций.

1.1.2 Скорость механохимических реакций.

1.1.3 Диффузия в твердофазном процессе.

1.2 Диффузия.

1.2.1 Реакционная диффузия.

1.2.2 Контактное плавление.

1.2.3 Вневакансионный механизм диффузии.

1.3 Уравнения диффузии.

1.3.1 Уравнение Фика.

1.3.2 Уравнение Фоккера - Планка.

1.4 Элементы теории сдвиговой трансформационной зоны (СТЗ).

1.5 Механизмы аномальной быстрой диффузии в кристаллических материалах. 31'

1.6 Термоупругое равновесие при фазовых переходах мартенситного типа.

1.7 Твердофазные превращения в металлических сплавах, контролируемых направленной диффузией.

1.7.1 Процессы диффузии в системе №-Т1.

1.7.2 Процессы диффузии в системе М-А1.

1.7.3 Процессы твердофазных превращений в зонах контакта металлических сплавов с нержавеющей сталью.

1.8 Основные задачи исследований.

И. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Образцы.

2.1.1 Образцы системы №-Т1.

2.1.2 Образцы сплава №Т1.

2.1.3 Образцы системы №-А1.

2.1.4 Образцы системы №Тьгг8Ю4-№Т1.

2.1.5 Образцы системы NiTiAl.

2.1.6 Образцы системы NiTi - нержавеющая сталь марки 12Х18Н.

2.1.7 Образцы сплава 67КН5Б.

2.2. Методы структурного анализа.

2.2.1 Рентгеноструктурный анализ.

2.2.2 Электронная дифракция и электронная микроскопия.

2.2.3 Растровая электронная микроскопия.

2.2.4 Физические основы измерения магнитных параметров методом крутящих моментов.

III. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni.

3.1 Структуры Франка-Каспера при твердофазных превращениях в системе Ni-Ti.

3.2 Особенности мартенситных превращений в сплавах на основе NiTi.

3.3 Магнитные свойства NiTi в процессе циклирования мартенситных превращений.

IV. ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДОФАЗНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ Ni-Al, NiTI-ZrSi04-NiTi, ТРОЙНОГО СПЛАВА NiTiAl.

4.1 Твердофазные реакции в двухслойной системе Ni-Al.

4.2 Твердофазные реакции между пластинками NiTi и прослойкой из ZrSi04.

4.3 Структурно-фазовые превращения при деформации тройного сплава

NiTiAl.

4.3.1 Оценка теплового эффекта в зоне реакции в системе NiTiAl в процессе твердофазного превращения.

4.3.2 Магнитные свойства образцов NiTiAl.

V. ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДОФАЗНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ NiTi-12X18Н (НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ) И СПЛАВА 67КН5Б.

5.1 Твердофазные реакции в сплаве NiTi с нержавеющей сталью (12Х18Н).

5.1.1 Оценка теплового эффекта в зоне реакции никелида титана с нержавеющей сталью при твердофазном процессе.

5.2 Трансляционно-ротационный механизм массопереноса при механической обработке поверхности сплава 67КН5Б шариками из 12X18Н.

5.2.1 Оценка энергии активации смещения атомов в зоне реакции при механической обработке поверхности сплава 67КН5Б при твердофазном синтезе.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Твердофазные превращения в сплавах на основе Ni под действием механической нагрузки"

Явления, связанные со структурно-фазовыми превращениями в металлах и сплавах, протекающими в условиях экстремальных механических воздействий, до конца не изучены [2].

Смена атомом ячейки Вигнера-Зейтца происходит за время скачка порядка 10" с. Если число скачков составляет более 100, то температура локального атомного окружения может соответствовать температуре плавления, а, следовательно, организации новой ячейки Вигнера-Зейтца. Такая ячейка может представлять, собой плотную упаковку тетраэдров или структуру Франка-Каспера, поскольку на ее формирование требуется меньше энергии. Процессы структурно-фазовых превращений приводят к образованию наноструктуры, соединяющей элементы конструкции. Наноструктура, представляющая собой тетраэдрическую плотную атомную упаковку, построенную на основе критерия: максимизации количества связей при минимизации объема, может обеспечить высокую прочность соединения.

Решение проблем выявления природы структурообразования, механизмов твердофазных реакций важно для создания новых конструкционных материалов, используемых в машиностроении, а также для решения проблемы соединения металлических конструкций (диффузионная сварка). Внешние механические воздействия способны вызывать многочисленные фазовые переходы, приводить к изменениям фазового и химического состава вещества при достаточно низких температурах. Задача выявления твердофазных эффектов в сплавах на основе никеля под воздействием механической нагрузки, а также установление корреляции структуры с физическими свойствами являются актуальными.

Цель диссертационной работы заключается в исследовании физических механизмов кинетических процессов, протекающих в условиях локализации деформации в сплавах на основе № при твердофазных превращениях, инициированных механической нагрузкой.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определить продукты реакций, протекающих при твердофазных превращениях в двухслойных №-Тл, М-А1 системах, многослойной 1ЧШ-^г8Ю4-№Тл системе и в системе никелид титана - нержавеющая сталь.

2. Изучить механизмы и кинетику формирования атомно-упорядоченной структуры в нанокристаллических пленках ЫШ и в массивных образцах №П, №Т1А1 при мартенситных превращениях в условиях механического нагружения. Установить корреляции между различными характеристиками структурной упорядоченности и магнитными параметрами в сплаве №Тл.

Научная новизна

1. Впервые проведен анализ продуктов твердофазных реакций, протекающих под действием механической нагрузки, превышающей предел прочности, в двухслойных №-А1, сплавах МП, №Т1А1, многослойной №Ть2г8Ю4-№Т1 структуре и в системе никелид титана - нержавеющая сталь. Выявлены наноструктурные образования в зоне локализации деформации.

2. Установлено, что продуктами реакции в системе №-Т1, наряду с известными фазами, являются фазы с тетраэдрически плотноупакованными структурами Франка-Каспера, нехарактерные для равновесного состояния двух- и многокомпонентных сплавов. Такие структуры могут формироваться при аномально быстрых процессах направленной диффузии, протекающих при механическом нагружении.

3. Обнаружены ферромагнитные свойства в никелиде титана и в сплаве >ТША1 после многократных циклов мартенситных превращений, инициированных механическим нагружением.

Значение полученных результатов для теории и практики

Твердофазные превращения в зоне локализации деформации могут быть использованы для получения соединений материалов №-Т1, №ПА1 и других в зоне их контактов. Тонкие покрытия из никелида титана толщиной несколько десятков микрометров на нержавеющей стали, полученные прокаткой, могут быть использованы для получения коррозионностойких и износостойких деталей. Такие материалы могут быть рекомендованы для диффузионной сварки как составляющие компоненты с меньшей энергией сцепления.

На защиту выносятся следующие положения:

- твердофазные превращения с образованием продуктов реакции под действием механической нагрузки в областях локализации деформации в двухслойных системах М-Т1, №-А1 и многослойной системе №Ть2г8Ю4-1\ГШ.

- эффект старения в результате распада сплава №Т1А1, подвергнутого циклическим мартенситным превращениям в условиях механического нагружения.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов подтверждается:

2) сопоставлением полученных результатов с современными данными других авторов.

Публикации и апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, симпозиумах и семинарах: VI Международная конференция «Ядерная и радиационная физика» (Алматы, 2006); 10 Международный симпозиум «Ordering in Minerals and Alloys» «OMA-10», «Упорядочение в минералах и сплавах» (Сочи, 2007); Международный симпозиум «Low dimensional Systems LDS». «Физика низкоразмерных систем» (Сочи, 2008); I Международная Российско-Казахстанско-Японская конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Усть-Каменогорск, 2008); Международная научно-практическая конференция «Роль университетов в создании инновационной экономики» (Усть-Каменогорск, 2008); IV Международная школа-семинар «Высокотемпературный синтез новых перспективных наноматериалов» АлтГТУ «СВС-2008» (Барнаул, 2008); I открытая школа-конференция стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы» (Уфа, 2008); III - Байкальская международная конференция «Магнитные материалы. Новые технологии» (Иркутск, 2008); III International Conference «Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies» (Новосибирск, 2009); VII Международная Российско-Казахстанско-Японская научная конференция «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Волгоград, 2009); Международная школа-семинар для магистрантов, аспирантов и молодых ученых посвященной памяти профессора Хорста Герольда (Усть-Каменогорск, 2009); Международный симпозиум «Наноматериалы для защиты промышленных и подземных конструкций» и XI Международная конференция «Физика твердого тела» (ФТТ-XI) (Усть-Каменогорск, 2010).

Результаты проведенных исследований опубликованы в 12 статьях и 10 тезисах. В том числе Изв. РАН, серия физическая, 2009, том 73, № 11, с. 16421644; Поверхность, 2010, № 7, с. 85-90;Электронный журнал TestPoverh2011

Структура и объем диссертации

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

выводы

В данной диссертационной работе выявлены физические механизмы кинетических процессов, протекающих в условиях локализации деформации в сплавах на основе никеля при твердофазных превращениях, инициированных механической нагрузкой.

Основные научные результаты, представленные в диссертации, сводятся к следующему:

1. В результате пластической деформации при совместном динамическом нагружении приведенных в контакт массивных образцов №-Т1, №-А1, многослойной структуры ЫПл^гЗЮ^МТл обнаружены эффекты твердофазных превращений в зоне контакта с образованием продуктов механохимических реакций, в том числе тетраэдрически плотноупакованных структур Франка Каспера.

3. Обнаружено выпадение однодоменных ферромагнитных частиц в образцах №11, сплава 1\ГПлА1, подвергнутых циклическому мартенситному превращению.

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертации проведено экспериментальное исследование особенностей твердофазных превращений в сплавах на основе никеля под действием механических нагрузок, приводящих к пластической деформации.

Проведенные исследования показали, что в областях локализации деформации в двухслойных системах №-Тл, №-А1 и многослойной системе МТл^гёЮ^МШ твердофазные превращения проходят с образованием продуктов реакции. В зоне локализации деформации может проходить аномально быстрая направленная диффузия, в результате которой наряду с известными фазами, формируются наноструктурные образования с тетраэдрически плотноупакованными структурами Франка-Каспера.

Другим проявлением аномально быстрой направленной диффузии может быть эффект старения в результате распада сплавов N114 и №Т1А1, подвергнутых циклическим мартенситным превращениям. Эффект старения подтверждается обнаружением ферромагнитных частиц, выпадающих в неферромагнитной фазе. Выпадение частиц ферромагнитных фаз в никелиде титана и в сплаве №Т1А1 после многократных циклов мартенситных превращений, инициированных механическим нагружением, является следствием кооперативного движения атомов, вызванных направленной ускоренной диффузией.

В зонах контакта соприкасающихся поверхностей нержавеющая сталь-никелид титана, нержавеющая сталь-твердый сплав 67КН5Б, подвергнутых совместной пластической деформации обнаружены эффекты локального плавления. Локальное плавление может способствовать ускорению направленной диффузии и образованию фаз, не характерных для диаграмм фазовых равновесий исследуемых материалов. Если в обоих контактирующих материалах имеют место мартенситные превращения, то из-за структурной неустойчивости сваривание может происходить с меньшими затратами энергии.

Совокупность результатов, полученных в работе, позволяет обосновать важность выполненной диссертационной работы для науки и практики.

135

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Тажибаева, Гаухар Баранбаевна, Усть-Каменогорск

1. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика открытых систем Текст. /Ю.Л.Климонтович //- М.: Янус, 1995. т.1.- 624 с.

2. Smolyakov V.K. /V.K.Smolyakov// Comb. Explosive Shock Waves 41.-2001. -p.319.

3. Скрипов В.П. Спинодальный распад (Фазовый переход с участием неустойчивых состояний). Текст. /В.П.Скрипов, А.В.Скрипов// Успехи Физических Наук.- 1979. -Т. 128. № 2. - С. 193-231.

4. Аблесимов Н.Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии. Текст. /Н.Е.Аблесимов// Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. - 2005. - 84 с.

5. Аблесимов Н.Е. Сколько химий на свете? Текст. /Н.Е.Аблесимов // Химия и жизнь XXI век. - 2009. - № 5. - С 49-52.

6. Смит М.К.Основы физики металлов. Текст. /М.К.Смит// Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1962. - 456 с.

7. Предводителев А. А./А. А.Предводителев,В.Н.Опекунов//ФХОМ.-1977.-№3 ,-142 с.

8. Бережкова Г.В. Нитевидные кристаллы. Текст. /Г.В. Бережкова// Институт кристаллографии. -М.: Наука, 1969. 158 с.

9. Головин Ю.И. Кинетические особенности деформации твердых тел в нано и микрообъемах. Текст. /Ю.И.Головин, С.Н.Дуб, В.И.Иволгин, В.В.Коренков, А.И.Тюрин// ФТТ.- 2005.- № 47.- вып.6.- С. 962-973.

10. Sergeev G.B. Nanochemistry. Текст. /G.B.Sergeev// Elsevier B.V.- 2006. ISBN: 978-0-444-51956-6.

11. Jonn J.Gilman. Mechanochemistry. Текст. /J.J.Gilman// Science.- 1996.-v.274.-p.65.

12. Курдюмов Г.В. Бездиффузионные мартенситные превращения в сплавах. Текст. /Г.В.Курдюмов// Журнал технической физики. 1948. -Т. 18. - вып. 8. - С. 999-1025.

13. Бокштейн Б.С. Диффузия атомов и ионов в твердых телах. Текст. /Б.С. Бокштейн, А.Б. Ярославцев// -М.: МИСИС, 2005. 362 с.

14. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. Текст. /Б.С. Бокштейн// -М., 1978. -383 с.

15. Бокштейн Б.С. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах. . Текст. /Б.С.Бокштейн, С.З.Бокштейн, А.А.Жуковицкий// М.: Металлургия, 1974.-280 с.

16. Клингер JT.M. Диффузия и гетерофазные флуктуации Текст. /JI.M. Клингер// Металлофизика. 1984. -Т.6. - №5. - С.11-18.

17. Ермаков A.B. Объемная диффузия золота в монокристаллическом иридии. Текст. /А.В.Ермаков, С.М.Клоцман, С.А.Матвеев, Г.Н.Татаринова, В.К.Руденко, А.Н.Тимофеев, Н.И. Тимофеев// ФММ. 2001. - Т.92.- №2. - С.87-94.

18. Герцрикен С.Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. Текст. /С.Д. Герцрикен, Н.Я.Дехтяр// М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1960. - 564 с.

19. Пантелеев В.А. Двухчастотная модель самодиффузии в кристаллах. Текст. /В.А.Пантелеев,В.М.Воробьев,В.А.Муравьев//ФТТ.-1982. Т.24.- №9. - С.2794-2798.

20. Смирнов A.A. Молекулярно-кинетическая теория металлов. Текст. /A.A. Смирнов//. М.: Наука, 1966. - 488 с.

21. Криштал М.А. Механизмы диффузии в железных сплавах. Текст. /М.А. Криштал// М.: Металлургия, 1972. - 400 с.

22. Бокштейн Б.С. Атомы блуждают по кристаллу. Текст. /Б.С.Бокштейн// М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. литературы, 1984. - 208 с.

23. Угасте Ю.Э. Процессы диффузии и фазообразование в металлических системах. Текст. /Ю.Э.Угасте, В.Я.Журавска//- Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1985. — 112 с.

24. Степанов В.А. Радиационно-стимулированная диффузия в твердых телах. Текст. /В.А.Степанов// ЖТФ. 1998. - Т.68. - №8. - С. 67-72.

25. Лариков JI.H. Самодиффузия в интерметаллических соединениях со слоистой структурой. Текст. /Л.Н.Лариков, А.И.Носарь// Металлофизика и новейшие технологии. 1995. - Т. 17.- №2. - С.37-42.

26. Гусак A.M. Интерметаллиды со «структурными» вакансиями: дефекты и диффузия. Текст. /А.М.Гусак, Ю.А.Ляшенко//ФММ.-1989.- Т.68. №3. - С.481-485.

27. Бокштейн С.З. Влияние легирования на параметры самодиффузии никеля в интерметаллиде Ni3Al. Текст. /С.З.Бокштейн, И.Т.Ганчо, Е.Б.Чабина, Д.Ю. Школьников//Металлы. 1994. - №1. - С. 130 - 133.

28. Попова Г.В. Стабильность межфазных границ композиционных материалов системы Ni-AL. Текст. /Г.В.Попова// Автореферат на соискание ученой степени кан-та физико-математических наук (специальность 01.04.07).-Барнаул,2006.- 22 с.

29. Зайт В. Диффузия в металлах. Текст. /В.Зайт// М. Изд. ИЛ- 1958. 384 с.

30. Бацанов С. С. /С.С.Бацанов// ФГВ.- 1996.-Т.32,.- №1.- 115 с.

31. Корчагин М. А. Химическая физика процессов горения и взрыва. Текст. /М.А.Корчагин, Т.Ф.Григорьева, А.П.Баринова, Н.З.Ляхов// XII Симпозиум по горению и взрыву.-2000.- Т.1.- 90 с.

32. Лейцин В.Н. /В.Н.Лейцин, М.А.Дмитриева// Изв. вузов. Физика 3.-1999. -С.57.

33. Кадыржанов K.K. Физические основы ионных технологий создания стабильных многослойных металлических материалов. Текст. /К.К. Кадыржанов, Т.Э.Туркебаев, А.Л.Удовский// Алматы.- 2001.- 315 с.

34. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. Текст. /И.И.Новиков// М.: Металлургия, 1986.- 480 с.

35. Ахкубеков A.A. Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. Текст. /А.А.Ахкубеков, Р.А.Мусуков, Т.А.Орквасов, В.А.Созаев, Т.Х.Тамаев// V Международная конференция, Кисловодск-Ставрополь: Сев.Кав.ГТУ, 2005.- 368 с.

36. Атласкирова М.М. Начальная стадия контактного плавления как низкоразмерный эффект. Текст. /М.М.Атласкирова, А.А.Ахкубеков// Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы, 2007.- С. 1-5.

37. ГегузинЯ.Е. Диффузионная зона. Текст. /Я.Е. Гегузин//М.: Наука, 1979. -344 с.

38. Сапожников В.Б. /В.Б.Сапожников, М.Г.Гольдинер// Поверхность. Физика, химия, механика.- 1984.- №10.- С. 86.

39. Ширинян A.C. /А.С.Ширинян// Сб. докл. 15-го Междунар. симп. «Тонкие пленки в оптике и электронике».- Харьков, 2003.- С.97.

40. Сергеев Г.Б. Нанохимия. Текст. /Г.Б.Сергеев// М.:Издательство МГУ, 2003.-ISBN: 5-211-04852-0.- С.288.

41. Гетажеев К.А. /К.А.Гетажеев, П.А.Савинцев// Изв. вузов, 1972.- №1. -С.142.

42. Иванов М.А./М.А.Иванов,М.Н.Чураков, В.И.Глущенко//ФММ,1997.- №83.-вып. 6.- С.5.

43. Гуськов А.П./А.П.Гуськов// Письма в ЖТФ, 2001.- №27.- вып. 11.- С.247.

44. Ахкубеков A.A. Диффузия и электроперенос в низкоплавких металлических системах при контактном плавлении. Текст. /А.А.Ахкубеков// Дисс. .д.ф.-м.н. Нальчик, 2001.

45. Чабан И.А. /И.А.Чабан// ФТТ, 1978.- №20.- вып.5.- С.1497.

46. Магомедов М.Н. О роли вакансий в процессе самодиффузии при низких температурах.Текст./М.Н.Магомедов//Письма в ЖТФ, 2002. Т.28.- №10. - С.64-70.

47. Прочность и пластичность материалов при внешних энергетических воздействиях Текст. /под ред. В.Е.Громова// Новокузнецк: Изд-во ИнтерКузбасс, 2010.- 393 с.

48. Чеботин В.Н. Химическая диффузия в твердых телах. Текст. /В.Н.Чеботин// М.: Наука, 1989.-214с.

49. Бондарев В.Н. /В.Н.Бондарев, А.Б.Куклов, В.М.Белоус// ФТТ, 1989. №31, -вып. 42.-С. 14-17.

50. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики. Текст. /В.Е.Панин// Физическая мезомеханика,- 1998.- №1.-С 5-22.

51. Панин В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твёрдых тел. Текст. /В.Е.Панин// Физическая мезомеханика.-1999.- № 6.- С.5-23.

52. Maloney С. Universal Breakdown of Elastisity at the onset of Material Failure. Текст. /C.Maloney, A.Lemaitre// Phys. Rev. Lett, 2004.- V.- 93.- № 19.- P. 195501 (14).

53. Langer J.S. Dinamic Model of Super-Arrhenius Relaxation in Glassy Materials Текст. /J.S.Langer, A.Lemaitre// arXiv:cond-mat, 2004.-0411038vl.

54. J. Groh. /J. Groh, G.Hevesy// Ann.Phys., 1921.-65.-C.216.

55. Бокштейн С.З. Диффузия и структура металлов. Текст. /С.З.Бокштейн// М.: Металлургия, 1973. 206с.

56. Бугаков В.З. Диффузия в металлах и сплавах. Текст. /В.З.Бугаков// Государственное издательство научно-теоретической литературы, Ленинград -Москва, 1949.

57. Сандитов Д.С. Физические свойства неупорядоченных структур. Текст. /Д.С.Сандитов, Г.М.Бартенев// Новосибирск: Наука, 1982.- 259 с.

58. Lemaitre A. Boundary lubrication with a glassy interface. Текст. /A.Lemaitre, J.Carlson// Phys. Rev. E, 2004,- №69.- P. 061611 (1-18).

59. Falk M.L. Shear transformation zone theory elasto-plastic transition in amorphous solids. Текст. /M.L.Falk, J.S.Langer// Phys. Rev, 1998.- V. E 57.- P. 7192-7204.

60. Luborsky F.E. Crystallization kinetics of amorphous Co-Gd ribbons and films. Текст. /F.E.Luborsky// J. Non.-Cryst. Solids, 1984.- v. 52,- p. 829.

61. Cummins H.Z. The liquid-glass transition: a mode-coupling perspective Текст. /H.Z.Cummins// J.Phys.: Condens.Matter, 1999.-V. ll.-p.95.

62. Шубников A.B. У истоков кристаллографии. Текст. /А.В.Шубников// М.: Наука, 1972.-52 с.

63. Hamasaki М. /M.Hamasaki, T.Adachi// J.Appl.Phys, 1978.- №.49.- P. 3987 3992.

64. Гамарник М.Я. Физика твердого тела. Текст. /М.Я. Гамарник// -1988.- Т.ЗО.-№25.-С. 1399-1404.

65. Горбунов Б.З. /Горбунов Б.З., Какукина Н.А., Куценогий KJL, Мороз Э.М.// Кристаллография, 1979.- Т.24.- №2 2.- С. 334 337.

66. Веснин Ю.И. Вторичная структура и свойства кристаллов. Текст. /Ю.И.Веснин// Новосибирск: Институт неорганической химии СО РАН, 1997.-102 с.

67. Ходаков Г.С.Физика измельчения.Текст./Г.С.Ходаков// М.: Наука, 1972. -с. 309.

68. Wood W.A. /W.A.Wood, W.A.Rachinger//Nature. 1948.- V.162.- P. 891 892.

69. Косенко В.Е./В.Е.Косенко//Физика твердого тела,1961.-Т.З.-№ 7.- С. 2102 -2105.

70. Лазарев Б.Г. /Б.Г.Лазарев, О.Н.Овчаренко и др.// Вопр. атомн. науки и техн. Сер.фундам. и прикл. сверхпров, 1974.-вып. 1 (2).- С. 23 26.

71. Веснин Ю.И. /Ю.И.Веснин Ю.И.// Журнал структурной химии, 1995.-Т.36.-№4.-С.724-730.

72. Курдюмов Г. В., Хандрос Л. Г. Микроструктурные исследования кинетики мартенситных превращений в сплавах медь-олово. Текст. /Г.В.Курдюмов, Л.Г.Хандрос// ЖТФ, 1949. -19 (7).-761-768 с.

73. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. Текст. /В.И.Владимиров//М.: Металлургия, 1984.- 280 с.

74. Журков С.Н. Связь между прочностью и ползучестью металлов и сплавов. Текст. /С.Н.Журков, Т.П. Санфирова//ЖТФ, 1958. -Т. 28. -С.1719-1726.

75. Слуцкер А.И. Характеристики элементарных актов в кинетике разрушения металлов. Текст. /А.И.Слуцкер// ФТТ, 2004. -Т. 46.- вып. 9.-С. 1606-1613.

76. Пушин В.Г. Предпереходные явления и мартенситные превращения в сплавах на основе никелида титана. Текст. /В.Г.Пушин, В.В.Кондратьев, В.Н.Хачин// Изв. Вузов. Физика, 1985. №5. - с. 9-20.

77. Гюнтер В.Э. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. Текст. /В.Э.Гюнтер, В.Н.Хо Доренко, Ю.Ф.Ясенчук, Т.Л.Чекалкин, В.В.Овчаренко, А.А. Клопотов и др.// Томск: Изд-во МИД, 2006.- 296с.

78. Грейль Е.М.Исследование NiAl и MnAl. Механические свойства металлических соединений. Текст. /Е.М.Грейль// М.: Металлургия, 1982. С.256-299.

79. Федорищева М.В. Структура синтезированного под давлением интерметаллического соединения Ni3Al. Текст. /М.В. Федорищева, В.Е.Овчаренко, О.Б.Перевалова, Э.В.Козлов// Физ. и химия обрабатываемых материалов, 1999.-№5.-С.61-70.

80. Полетаев Г.М. Атомные механизмы диффузии в металлических системах с ГЦК решеткой. Текст. /Г.М.Полетаев// Диссертация д.ф-м.н., Барнаул, 2006.

81. Zener С. /C.Zener // Phys. Rev., 1947.- v.71.- p.846.

82. Мягков В.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и мартенситный переход в тонких плёнках. Текст. /В.Г.Мягков, Л.Е.Быкова, Г.Н.Бондаренко// ДАН, 2003. Т. 388.- № 1. - С. 46-50.

83. Korchagin М.А. /M.A.Korchagin, T.F.Grigorieva, B.B.Bokhonov, M.R.Sharafutdinov, A.P.Barinova, N.Z.Lyakov//Comb.Explos.ShockWaves39, 2003.43.

84. Yuana X.J. College of Materials Science and Engineering, Текст. /X.J.Yuana, G.M.Sheng, B.Qina, W.Z.Huanga, B.Zhoua// Chongqing University, 400044, PR China.

85. Федотов С.Г. /С.Г.Федотов// Сб. Исследования металлов в жидком и твердом состояниях. М. «Наука», 1964,- с.207.

86. Федотов С.Г. /С.Г.Федотов, Н.Ф.Квасова// ДАН СССР, 1974.- Т. 162.- №2.

87. Ахкубеков А.А. Контактное плавление металлов и наноструктур на их основе. Текст. /А.А.Ахкубеков, Т.А.Орквасов, В.А.Созаев// Изд-во: Физматлит, 2008.-ISBN: 978-5-9221-0939-0.- С 152.

88. Wisbey A. The effect of interlayer chemistry on the diffusion bonding of cobalt-base wear-resistant surfaces on titanium alloy. Текст. /А. Wisbey, C.M.Ward-Close, I.C.Wallis// Structural Materials Centre, DRA, Farnborough, Hants, GU14 6TD, UK.

89. Прецизионные сплавы. Справочник. Текст. /под ред. Б.М.Молотилова// М.: Металлургия, 1974. 448 с.

90. Суховаров В.Ф. Прерывистое выделение фаз в сплавах. Текст. /В.Ф. Суховаров//Новосибирск: Наука, 1983. -164 с.

91. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. Текст. /под ред. Г.Томас, М.Дж. Гориндж// М.: Наука, 1983.-318 с.

92. Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения. Текст. /под ред. Дж. Спенс// М.: Наука, 1986.- 320 с.

93. Электронная микроскопия в минералогии. Текст. /под ред. Г.Р.Венка// М.:Мир, 1979.- 544 с.

94. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ в 2-х книгах. Текст. /под ред. Дж.Гоулдстейн, Д.Ньюбери, П.Эчлин и др.//М.: Мир, 1984.

95. Практическая растровая электронная микроскопия. Текст. /под ред. Дж.Гоулдстейна, Х.Яковица// М.: Мир, 1978.- 656 с.

96. Энгель Л. Растровая электронная микроскопия. Справочник. Текст. /Л.Энгель, Г.Клингле// М:, Металлургия, 1986.-200 с.

97. Stoner Е.С. A Mechanism of Magnetic Hysteresis in Heterogeneous Alloys. Текст. /E.C.Stoner, E.P.Wohlfarth// Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A., 1948. -T. 240. -№ 826. -C.599-642.

98. Херд K.M. Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах. Текст. /К.М. Херд// Успехи физ. Наук, 1984. Т. 142. -№ 2. -С.ЗЗ 1-335.

99. Néel L. Влияние тепловых флуктуаций на намагниченность малых частиц ферромагнетика = Influence of thermal fluctuations on the magnetization of ferromagnetic small particles. Текст. /L.Néel// С. R. Acad. Science, 1949. -T. 228. -№ 6. -C.664-668.

100. Bean C.P. Петли гистерезиса смесей ферромагнитных порошков. Текст. /С.P.Bean// J. Appl. Phys, 1955. -Т. 26.- № Ц. -C.1381-1383.

101. Bean C.P. Superparamagnetism. Текст. /С.Р.Веап, J.D.Livingstone// J. Appl. Phys., 1959. T. 30. -№ 4. -C.120-129.

102. Brown W.F. Релаксационное поведение тонкодисперсных магнитных включений = Relaxational Behavior of Fine Magnetic Particles. Текст. /W.F.Brown// J. Appl. Phys., 1959. -T. 30. № 4. C.130-132.

103. Brown W.F. Тепловые флуктуации однодоменных части n=Thermal Fluctuations of a Single-Domain Particle. Текст. /W.F.Brown// J. Appl. Phys., 1963. -T. 34. -№ 4. -C.1319-1320.

104. Кондорский Е.И. Микромагнетизм и перемагничивание квазиоднодоменных частиц. Текст. /Е.И. Кондорский// Известия АН СССР, сер. физ., 1978.- Т.49.-С.1639-1645.

105. Квеглис-Вершинина Л.И. Природа перпендикулярной анизотропии в кристаллических и аморфных пленках. Текст. /Л.И.Квеглис-Вершинина, В.Г.Пынько// ФММ, 1982.- Т. 53.- № 3.- С.476-480.

106. Shtrikman S. Micromagnetics. Текст. /S.Shtrikman, D.Traves// Magnetism, Edited by Rado G.T. and Suhl H., New York and London, 1963.- V. 3.- P.395-401.

107. Бондаренко Г.В. Рентгеноспектральные и электронномикроскопические исследования магнитных пленок Со-Р.Текст. /Г.В.Бондаренко, Л.И.Квеглис// Поверхность, 2002,- № 11.- С. 18-20.

108. Bogomaz I.V. Stochastic magnetic structure and magnetization curve of amorphous ferro- and ferrimagnets. Текст. /I.V.Bogomaz, V.A.Ignatchenko// JMMM, 1991.- V. 94.- P.179-190.

109. Хирш П. Электронная микроскопия тонких кристаллов. Текст. /П.Хирш, А.Хови, Р.Николсон, Д.Пешли, М.Уэлен// Пер. с англ. М.: Мир, 1968.- 562 с.

110. Pearson W.B. The crystal chemistry and physics of metals and alloys. Текст. /W.B.Pearson// New York, Wiley Interscience Inc., 1972.-870 p.

111. RozhanskiiV.N./V.N.Rozhanskii, G.V.Berezhkova// Phys.Stat.Sol,1964.-V.6.-P.185.

112. Kolosov V.Yu. Transmission electron microscopy studies of the specific structure of crystals formed by phase transition in iron oxide amorphous films. Текст. /V.Yu.Kolosov, A.R.Tholen// Acta Materialia, 2000.- V.48.- P. 1829.

113. Квеглис JI.И. Механохимические эффекты в двухслойных образцах никель-титан. Текст. /Л.И.Квеглис, Г.Б.Тажибаева// X междисцип., межд. симпозиум «Упорядочение в минералах и сплавах» ОМА-10, Ростов-на-Дону,- Т 1. с. 164.

114. Квеглис Л.И. Исследование структуры образцов никелида титана, применяемых в медицине. Текст. /Л.И.Квеглис, Г.Б.Тажибаева, Д.С.Карашанов// Сб. материалов Межд. научно-практ. конф. У-Ка, ВКГТУ, 25-26 сентября 2008. -Т 2.- с. 473-475.

115. Muir Wood A.J. Nanoindentation of Binary and Ternary Ni-Ti-based Shape Memory Alloy Thin Films. Текст. /A.J.Muir Wood, S.Sanjabi, Y.Q.Fu, Z.H.Barber, T.W.Clyne// Surfase and Coating Technology, 2008.-№ 202.-P.3115-3120.

116. Золотухин Ю.С. Фазовые переходы в В2 соединениях на основе никелида титана. Мартенситное превращение В2—»В 19 и симметрия предпереходного состояния. Текст. /Ю.С.Золотухин, Н.С.Сурикова, А.А.Клопотов// Изд-во АлГТУ.- №3.- с.85-93.

117. Клопотов А.А. Структурные превращения и пластическая деформация в сплаве Ti(49)Ni(47,5)Pd(3,5). Текст. /А.А.Клопотов, А.И.Потекаев, Н.М.Матвеева, Э.В.Козлов/ Физ. мет. и металловед., 1997.-Т.84.-№3. С.95-100.

118. Чумляков Ю.И. Ориентационная зависимость эффектов памяти формы и сверхэластичности в монокристаллах TiNi. Текст. /Ю.И.Чумляков, И.В.Киреева, И.Караман, Е.Ю.Панченко и др.// Изв.вузов.Физ., 2004.-Т.47.-№9.-С.4-20.

119. Николис Г. Познание сложного (Exploring Complexity). Текст. /Г.Николис, И Пригожин//М.: Мир, 1990. с. 344. ISBN: 5-03-001582-5.

120. Абылкалыкова Р.Б. Особенности мартенситного превращения в никелиде титана. Текст. /Р.Б.Абылкалыкова, Г.Б.Тажибаева, Ф.М.Носков, Л.И.Квеглис// Известия РАН. Серия физическая, 2009.-Т 73.-№11С. 1642-1644.

121. Тажибаева Г.Б. Механохимические эффекты в материалах с эффектом памяти формы. Текст. /Г.Б.Тажибаева, А.В.Ершов, И.Н.Рубцов, В.В.Казанцева,

122. В.А.Мусихин// Тезисы докладов I открытой школы-конференции стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы» Уфа, 2008.- с. 151.

123. Пынько В.Г. Эпитаксиальный рост пленок Ti, V, Сг и Мп на кристаллах LiF и NaCl. Текст. /В.Г.Пынько, Л.И.Квеглис и др.// ФТТ.- Т.13.- №11. -с.3334-3337.

124. Хаимзон Б.Б. Об идентификации сверхструктур, образующихся в ходе дополнительного упорядочения. Текст. /Б.Б.Хаимзон//. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. Изд-во АлГТУ.- №3.- с. 81-84.

125. Matsukawa Y. Dynamic observation of the collapse process of a stacking fault tetrahedron by moving dislocations. Текст. /Y.Matsukawa, S.J.Zinkle// Journal of Nuclear Materials, 2004. V.329-333. - P. 919-923.

126. Фиш Г.И. Особенности ориентационных фазовых переходов аморфных пленках. Текст. /Г.И.Фиш, Л.И.Квеглис-Вершинина, С.З.Склюев, Г.И.Фролов, Б .П. Хрусталев// ФТТ, 1988.- Т.ЗО. вып.4.

127. Shailendra P. Joshi. Rotational diffusion and grain size dependent shear instability in nanostructured materials. Текст. /P.Joshi Shailendra, K.T.Ramesh// Science Direct, 15 September 2007. -V. 56.-№2. p. 282-291.

128. Абылкалыкова Р.Б. Структурные особенности в сплавах Ni-Al. Текст. / Р.Б.Абьшкалыкова, Л.И.Квеглис, У.А.Рахимова, Ш.Б.Насохова., Г.Б.Тажибаева// Тезисы VI Межд. конф. «Ядерная и рад.физика» Алматы, 4-7 июня 2007. с 409.

129. Квеглис Л. И. Структурные и магнитные превращения в аустенитной стали 110Г13Л при динамическом нагружении. Текст. /Л.И.Квеглис, В.И.Темных, Р.Б.Абылкалыкова, Г.Б.Тажибаева и др.// Поверхность, 2010.- № 7.- с. 85-90.

130. Горелик С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Текст. /С.С.Горелик, Ю.А.Скаков, Л.Н.Расторгуев//М.-.МИСИС, 2002.-360 с.

131. Физические величины: Справочник. Текст. /под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова//М.: Энергоатомиздат, 1991.- 1232 с.

132. Носкова Н.И. Исследование деформации методом in situ нанокристаллической меди. Текст. /Н.И.Носкова, Е.Г.Волкова// ФММ, 2001.-Т.91.-№6.-с. 100-107.

133. Ino S. Stability of multiply-twinned particles. Текст. /S.Ino// J. Phys. Soc. Japan, 1969.-. V.27.- №4.- p. 941-953.

134. Квеглис Л.И. Механохимические эффекты в двухслойных образцах никелид титана нержавеющая сталь. Текст. /Л.И.Квеглис, Р.Б.Абылкалыкова, Е.М.Сейлханов, Г.Б.Тажибаева, В.В.Казанцева//Поверхность, 2011,- № 1.- с. 1-4.

135. Квеглис Л.И. Механохимические эффекты в двухслойных образцах никелид титана нержавеющая сталь. Текст. /Л.И.Квеглис, Ф.М.Носков, Е.М.Сейлханов, Г.Б.Тажибаева// «Low Dimensional Sistems» Сочи, 5-9 сент. 2008. - с.135.

136. Орленко Л.П. Физика взрыва и удара. Текст. /Л.П.Орленко// МАИК:Наука, 2006.-304 с.

137. Langer J.S. Instabilities and pattern formation in crystal growth. Текст. /J.S.Langer// Rev. Mod. Phys., 1980.- V. 52.- № 1.- P. 1-28.

138. Шкловский В.А. Взрывная кристаллизация аморфных веществ. Текст. /В.А.Шкловский, В.М.Кузьменко// УФЫ, 1989. -Т. 157,- Вып. 2.-С.311-338.

139. Иванцов Г.П. Температурное поле вокруг шарообразного, цилиндрического и иглообразного кристалла, растущего в переохлажденном расплаве. Текст. /Г.П.Иванцов// ДАН СССР, 1947.- Т.58.-№4.- с.567-569.

140. Gilmer G.H. Laser and Electron-Beam Processing of Materials. Текст. /G.H.Gilmer, H.Leamy// Acad. Press, 1980.- P. 227.

141. Темкин Д.Е. О скорости роста кристаллической иглы в переохлажденном расплаве. Текст. /Д.Е.Темкин// Доклады АН СССР, I960.- Т. 132,- С. 1307-1310.

142. Сандитов Д.С. Дырочно-кластерная модель пластической деформации стеклообразных твердых тел Текст. /Д.С.Сандитов, Г.В.Козлов, Б.Д.Сандитов// Физика и химия стекла, 1996.- Т. 22.- № 6.- С. 683-693.

143. Яшин A.B. Процессы атомной перестройки при динамическом растяжении. Текст. /А.В.Яшин, Н.В.Синица, Е.А.Дудник, М.Д.Старостенков// Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 2008.- №1.- с. 1620.