Проаналізовано пошкодження силових агрегатів, які використовують рідкий водень, в результаті зворотньої водневої крихкості металів. Розглянуто існуючі методи захисту різних конструктивних елементів від водневого окрихчення, їх недоліки та переваги. Описано суть методу захисту важкодоступних внутрішніх порожнин силових агрегатів від водневого окрихчення шляхом введення активних газоподібних домішок у робочий об'єм. Розглянуто механізм дії домішок, фізичні та хімічні принципи їх вибору. На прикладі нержавіючої сталі та жароміцного сплаву показано позитивний вплив активних домішок у газоподібному водні при тиску 35 МПа. Вказаний спосіб дозволить у деяких випадках застосовувати в енергоустановках нове екологічно чисте паливо - водень без суттєвої переробки виробу і реорганізації робочого процесу.

Якщо електричний струм проходить крізь рідкий метал, який вміщує чужорідні частинки, то в ньому навколо даних частинок виникають електромагнітогідродинамічні течії. Рушійною силою подібної конвективної течії є об'ємна сила Лоренця. У випадку розчинності речовини включення в рідині має місце електроконвективна дифузія, величину якої можна описати за допомогою числа Шервуда Sh. Об'єктами для опису даного явища взято дві пари, які утворюють відповідні системи: Cu(тв.)-Al(рідк.) і Ni(тв.)-Al(рідк.); і проведено розрахунки, а також наведено експериментальні дані.

Досліджено прояв антиструктурних дефектів, утворених ядерним опроміненням, у впорядкованих бінарних розчинах. Розрахунки показали, що концентрація таких дефектів за типових значень інтенсивності опромінення і температури може бути великою. Наявність антиструктурних дефектів може викликати появу нестабільності в кристалі під час опромінення. Нестабільність пов'язана з прискоренням рекомбінації антиструктурних дефектів, яке зумовлене виділенням тепла під час релаксації. Нестабільність призводить до появи автоколивань густини дефектів і температури кристала. Вивчено прояв автоколивань.

В рамках моделі граткового газу з урахуванням взаємодії міжвузловинних атомів в першій та другій координаційних сферах для аустенітного сплаву Fe-C за допомогою комп'ютерного моделювання методом Монте-Карло оцінено енергії взаємодії C-C, що одночасно задовольняють мессбауерівські дані з відносної долі атомів заліза з різним оточенням атомами вуглецю та дані з термодинамічної активності вуглецю.

Обчислення параметрів активації дифузійного атомного стрибка в сплаві з розбіжністю розмірів атомів навіть в рамках простої теорії Вин'ярда абсолютних швидкостей піднімає концептуальні та методичні проблеми, які необхідно належним чином подолати, щоб відкрити шлях до звично здійснимої процедури. Наведено короткий огляд труднощів, з якими зустрічаються у випадках з двома досить різними модельними потенціалами; при сучасному стані обчислювального мистецтва тягар визначення навіть єдиного стрибка здається поки що занадто важким, щоб допускати його многократне повторення по досить великій кількості часових інтервалів, що вимагається будь-яким реалістичним моделюванням (за методом Монте-Карло) дифузійного фазового перетворення.

Кристалічні гратки цементиту мають змінні параметри, і досі причини цього явища вивчено не повністю. До кінця не розв'язано питання про розташування атомів вуглецю в залізних підгратках. Висловлюється припущення, що вони можуть займати як вестгренівські, так і гендрікські позиції альтернативно. Знову показано, що при гартуванні цементиту гратка спотворюється і мікротвердість цієї фази суттєво зростає. Після відпускання ці параметри сплаву повертаються в вихідний стан. На ці характеристики цементиту значно впливає легування хромом.

Вивчали ріст тріщини у Al-Zn-Mg сплаві в різних газових середовищах. Щоб отримати високу чистоту газової атмосфери, використовували обладнання з камерою глибокого вакууму (10^-5 Па). Експериментальні дані свідчать, що водяна пара є основним фактором пришвидшення росту тріщин порівняно з глибоким вакуумом. Окрихчення спричиняє водень, що виділяється внаслідок взаємодії водяної пари зі свіжоутвореною поверхнею в околі вершини тріщини.

В рамках теорії неізотермічної пружнопластичної плинності з використанням умови текучості Мізеса досліджено еволюцію напружено-деформованого стану під час остигання пластинки з мідно-цинкового сплаву в умовах інтенсивного охолодження і розподіл залишкових напружень. На основі принципу віртуальної роботи сформульовано скінченно-елементну модель пластичної плинності стосовно отриманого функціонала. Досліджено напружений стан пластини і еволюцію зон пластичної плинності при охолодженні із швидкостями 3000 - 10000 К/s. За вибраних умов охолодження виріб не руйнується.

Процеси впорядкування та розпаду є загальними рисами сплавів з використанням міді з ефектом пам'яті форми. Практично всі сплави, які мають ефект пам'яті форми, містять неоднорідності різної фізичної природи (вакансії, антифазні межі, виділення, модуляції хімічного складу тощо), які змінюють структуру і властивості. Наведено експериментальні дані впливу Nb на властивості сплавів з ефектом пам'яті форми системи Cu - Al - Nb. Одержано штучно введені неоднорідності у вигляді дрібних частинок або частково розчинених (в Cu-матриці) металів з високою точкою плавлення. Методами рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії та резистометричними вимірюваннями вивчено вплив зміни структури внаслідок ізотермічних відпалів у широкому температурному інтервалі на характеристики мартенситного перетворювання в цих сплавах.

Ключ. слова: grain boundary, computer simulation, coincidence site lattice, superlattice B2, NiAl
Індекс рубрикатора НБУВ: В378.1

Рубрики:

Теорії металів та металічних сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Викладено результати досліджень сплавів Al-Zn-Mg та Al-Zn-Ca-Mg в розчині NaCl з низькою швидкістю деформації. З урахуванням впливу додатку триокису миш'яку, збереження водню після виділення та катодної поляризації на чутливість металів до корозійного розтріскування показано внесок водню у цей процес. Механізм корозійного розтріскування під впливом водню, який враховує часові зміни в мікроструктурі границь зерна, вміст водню та його розподіл, подано через концепцію критичної концентрації водню.

Підбито підсумки Всеукраїнського зльоту астрономів "Сузір'я" на Закарпатті. Запропоновано результати вивчення внутрішньої будови планет методом гравітаційного зондування. Зроблено аналітичні оцінки параметрів орбіти відділеного зонду. Висвітлено наближену методику розрахунку відривного нестаціонарного обтікання гладких профілів скінченної товщини. Проаналізовано забезпечення працездатності автоматичних клапанів за кріогенних температур робочих середовищ. Проведено розрахунок напружено-деформованого стану багатошарових циліндричних оболонок за умов нестаціонарних навантажень. Запропоновано системний підхід до проектування автономного робототехнічного комплексу захвату та буксирування вільнолітаючих об'єктів у космічному просторі. Описано експеримент з моделлю ракетного двигуна, що працює на газоподібному поліетиленовому пальному. Представлено математичну модель холодного зварювання в роз'ємних з'єднаннях. Розглянуто питання побудови масової осі носія космічного апарата з використанням технологічних засобів, а також поліпшені властивості дюралюмінів. Проаналізовано вплив частоти електромагнітного поля на процес отвердіння зв'язуючого полімерних матеріалів. Визначено напрямки розвитку технології одержання антифрикційних матеріалів з порошків алюмінієвих сплавів. Реалізовано алгоритм класифікації із застосуванням системи Statistica. Висвітлено досягнення напівпровідникової негатроніки та перспективи їх використання в системах супутникових телекомунікацій, результати відновлення функціонального стану хворих на активний хронічний гепатит за дії змінних магнітних полів.

Вивчено можливі механізми структурних змін перехоплення Ранв'є під дією гравітації. Визначено шляхи підвищення ефективності космічного радіомовного зв'язку.

Представлено узагальнену модель Даркена взаємної дифузії у відкритих системах. Узагальнене рішення дозволяє отримати точний вираз для зміни в часі розподілу компонентів у закритих та відкритих системах. Модель дає можливість вивчати зміну складу сплаву, яка відбувається при тепловій обробці та/або окисленні, тобто дозволяє передбачати концентраційні профілі всіх елементів під сульфідною плівкою, що зростає. Наведено результати моделювання зміни складу сплаву Fe - 18Cr - 8Ni, що відбувається завдяки його селективному та конкуруючому сульфидуванню.

В рамках теорії незворотних процесів запропоновано метод розрахунку та отримано оцінки коефіцієнтів взаємної дифузії (КВД) в бінарних та потрійних ОЦК-сплавах легких актинідів (Th, U, Pu, Np) з цирконієм. Результати розрахунків співставлено з літературними даними. Приведено результати власного експериментального дослідження процесів взаємної дифузії в системі Zr - Np. Встановлено, що присутність в структурі зразків навіть незначних слідів вторинних фаз може призводити до суттєво занижених значень експериментальних КВД. Виходячи з результатів роботи показано принципову можливість розрахунку характеристик взаємної дифузії в системах легких актинідів з цирконієм без проведення тривалих та дорогих експериментів.

Ефекти теплових коливань впроваджено в рамках гармонічного наближення в обчислювальну схему для великої статистичної суми бінарного сплаву. Підсумовуванння за коливними станами виконано з використанням моделі середнього корельованого кристала як системи відліку. Отримано перенормований коливаннями гратки ізінгоподібний гамільтоніан сплаву. Для підсумовування за всіма можливими конфігураційними станами невпорядкованого сплаву використано метод колективних змінних (КЗ). У рамках гаусового наближення методу КЗ отримано рівняння, які визначають хімічні потенціали компонентів сплаву та вільну енергію. Проаналізовано взаємну залежність між конфігураційними та коливними ефектами. Сформульовано умову, за якою конфігураційні та коливні внески у вільну енергію сплаву можуть разглядатися незалежно.

Запропоновано новий мікроскопічний підхід до описування немато-холестеричних сумішей, що базується на мікроскопічній теорії багатокомпонентних сплавів з урахуванням орієнтаційного впорядкування молекул. Із використанням модельних потенціалів міжмолекулярної взаємодії, отримано вираз для густини вільної енергії суміші в континуальному наближенні. Отримано залежність кроку холестеричної спіралі від концентрації холестеричної компоненти, яка збігається з експериментальними даними. Передбачено спінодальний розпад немато-холестеричної суміші, температура якого знаходиться в межах температурного інтервалу існування мезофази. Концентраційні неоднорідності, які виникають під час розпаду, деформують ідеальну структуру. В найпростішому випадку, коли концентраційна хвиля виникає в напрямку осі спіралі, це призводить до періодичної модуляції кроку спіралі.

Запропоновано метод кластерного розкладу для одно- та двочастинкової функцій Гріна невпорядкованої системи. Досліджено вплив міжатомних кореляцій (близького далекого порядків) на енергетичний спектр електронів та електропровідність сплавів. Дано пояснення ефектів впорядкування, що пов'язані з виникненням щілини в енергетичному спектрі електронів при встановленні далекого порядку.

Розглянуто концентраційну залежність коефіцієнтів дифузії в бінарних системах у випадках необмеженої та обмеженої розчинності компонентів. Аналіз особливостей концентраційної залежності базується на емпіричній кореляції Вігнеса - Бірченалла між коефіцієнтом взаємної дифузії та температурою солідуса сплаву. Показано, що ця кореляція справедлива у модифікованій формі для експериментальних даних як для необмежених, так і для обмежених твердих розчинів різних типів (ГЦК та ОЦК) бінарних систем. Зроблено припущення, що кореляція Вігнеса - Бірченалла для бінарних металевих систем має універсальний характер.

З використанням прецизійних структурно-чутливих методик внутрішнього тертя і механічного гістерезису в інтервалі температур 293 - 800 К виміряно активаційні параметри дифузійної рухливості, непружності, мікроплинності та пластичної деформації насичених воднем твердих розчинів втілення і заміщення на базі металів з низьким (ГЦК-Al), середнім (ГЩУ-Mg) і високим (ОЦК-Mo) бар'єрами Пайерлса, їх малолегованих і насичених воднем сплавів з барієм, літієм і воднем. Обгрунтовано висновок, що близькодіюча дифузія, прискорена активацією кластерів "воднева вакансія - розчинений елемент", є одним із найбільш імовірних контролюючих механізмів розпаду насичених воднем ГЩУ-твердих розчинів заміщення і втілення з кластеризованою структурою, що формується. В ОЦК-Mo - C, H твердих розчинах атоми втілення певним чином впливають на зміну термічної компоненти наведеної критичної напруги зсуву, яка згладжує потенціальний рельєф ОЦК-грат за допомогою термічних осциляцій і полегшує, таким чином, термічно активоване подолання дислокаціями бар'єрів Пайерлса.

За допомогою позитронної спектроскопії досліджено еволюцію дефектної структури за умов ізохронного відпалювання загартованих у воді сплавів Cu - 4,83 % ат. In і Cu - 4,94 % ат. Sn. Виявлено аналогічний характер змін параметрів позитронних спектрів з температурою відпалу в обох сплавах. Дефектна структура залишається незмінною до 450 К. В інтервалі від 450 до 550 К концентрація утворених під час гартування нерівноважних вакансій зменшується. Вище за 550 К анігіляційні характеристики стабілізуються і залишаються майже незмінними до температури переходу в однофазну область. Після перетину цієї температури вони починають змінюватися знов. Доведено, що нерівноважні вакансії утворюють з атомами легуючого елемента комплекси, які беруть участь у процесі розпаду пересиченого твердого розчину, транспортують легуючі атоми до зародків нової фази і сприяють релаксації напруг на межах виділень, які виникають внаслідок різниці питомих об'ємів твердого розчину і випадаючої фази.