Рассмотрены два основных направления ионной имплантации: как метода исследований и как инструмента целенаправленного изменения поверхностных свойств металлов и сплавов. Изложены возможные способы практического применения метода для изменения специфических свойств материалов, включая стойкость к коррозии, высокотемпературное окисление, механические, химические, оптические, сверхпроводящие и другие свойства. Рассматриваются промышленное применение, оборудование, состояние, перспективы и экономическая эффективность имплантационной металлургии.Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся проблемами имплантационной металлургии.

В книге излагаются вопросы теории и практики вакуумной металлургии тугоплавких металлов и твердых сплавов. Значительное внимание уделено рассмотрению современного промышленного оборудования, а также технологических процессов. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников металлургической промышленности; может быть полезна студентам вузов.

Книга посвящена описанию нового фундаментального явления, имеющего место при ионной имплантации кристаллических тел, - эффекта дальнодействия в металлических материалах. Представлены результаты систематических комплексных экспериментальных исследований авторов, приведен обзор опубликованных литературных данных, дано определение и развиты представления о физической природе эффекта дальнодействия в металлических материалах при ионной имплантации. Предложена математическая модель динамического движения дислокаций из ионно-легированного слоя в нижележащие слои. Показано, что вследствие изменения дефектной структуры в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени имеет место и изменение механических свойств. Предложена теоретическая схема, позволяющая связать режимы ионной имплантации и параметры исходного состояния мишени с изменениями механических свойств облучаемого металла. Книга предназначена для специалистов в области физики конденсированного состояния и физики взаимодействия потоков ускоренных заряженных частиц и плазмы с твердым телом, для аспирантов и студентов, специализирующихся по соответствующим специальностям.

Монография посвящена исследованию электрических и эмиссионных свойств чистых металлов и двойных сплавов в зависимости от физико-химического взаимодействия компонентов, температуры, давления и структурных дефектов. Рассмотрена анизотропия электросопротивления, работы выхода и коэффициента вторичной электронной эмиссии монокристаллов и сплавов. Приведены корреляции эмиссионных свойств с другими физическими свойствами и расчет электросопротивления сплавов. Рассмотрены вопросы создания новых сплавов с заданными электрическими и эмиссионными свойствами. Монография предназначена для металлургов, металловедов, физико-химиков, специалистов в области электроники и приборостроения, на также может быть использована в качестве учебного пособия преподавателями и студентами технических вузов.

Представлены результаты экспериментального исследования микроструктуры и фазового состава поверхностных ионно-легированных слоев никеля, титана и железа, сформированных в условиях высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия. Установлено, что ионная имплантация алюминия в высокоинтенсивном режиме позволяет формировать в поверхностных слоях толщиной до 2000 нм мелкодисперсные интерметаллидные фазы Me3Al (Me=Ni, Ti, Fe) и MeAl (Ni, Ti), а также твердые растворы переменного по глубине состава. Показано, что средний размер зерен интерметаллидных фаз, образующихся в ионно-легированных поверхностных слоях, составляет 20+80 нм. Установлены области локализации сформированных фаз по глубине имплантированных слоев.

Представлены результаты экспериментального исследования структурно-фазовых состояний, формирующихся при высокодозной ионной имплантации в поверхностном и приповерхностном слоях разупорядоченного поликристаллического сплава NisFe. В качестве методов исследования были применены оже-электронная спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, рентгено-структурный анализ и измерение микротвердости. Ионная имплантация осуществлялась на вакуумно-дуговом источнике «Радуга» с многокомпонентным катодом состава Zr (89,5 вec.%)+C+N-rO при ускоряющем напряжении 50 кВ. Установлено, что в поверхностном легируемом при ионной имплантации слое происходит аморфизация с одновременным образованием мелкодисперсных частиц Zr02 , размеры которых увеличиваются с увеличением дозы внедренных ионов, что сопровождается увеличением внутренних механических напряжений. За пределами ионно-имплантированного слоя формируется подслой толщиной около 10 мкм с высокой плотностью дислокаций («эффект дальнодействия»). Результаты измерения микротвердости коррелируют с дан¬ными структурных исследований.

Предложена простая модель расчета микротвердости ионно-имплантированных металлов. Экспериментальные результаты по измерению микротвердости ионно-имплантированного а-Fe сравниваются с результатами расчета. Расхождение между измеренной и рассчитанной микротвердостью не превышает 30 %.

Исследованы особенности ионной многоэлементной имплантации в импульсном режиме с использованием композиционных катодов состава TiC+Al и TiC+Si. на основе изучения элементного состава модифицированной поверхности мишеней из молибдена, стали 45 и меди выявлены общие закономерности в распределении профилей различных имплантированных элементов. Показано, что одновременное внедрение различных элементов обеспечивает более эффективное высокодозовое легирование материалов по сравнению с одноэлементной имплантацией.

Полный обзор основ металловедения, производства алюминия, магния, титана и сплавов бериллия, включая их свойства, производственные процессы и применение. Отдельно выделены новейшие достижения с использованием легких сплавов в авиационной и автомобильной промышленностях и смежных областях. Описаны новые материалы, такие, как композиционные, металлическая пленка, квази- и нанокристаллические сплавы. Полностью обновленное издание предназначено как для студентов, так и профессионалов, занятых в этой области, а также будет полезно практикам, не имеющим специального образования.

В сборнике изложены результаты исследований, выполненных сотрудниками институтов и предприятий черной металлургии, по вопросам повышения точности аналитического контроля, оценке фактических значений метрологических характеристик измерений химического состава, по определению элементов в рудах, металлах и сплавах, по метрологической аттестации нестандартизованных методик и средств выполнения измерений химического состава материалов черной металлургии. Сборник предназначен для научных работников научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий.

В монографии рассмотрены основные вопросы технологии электронно-лучевой плавки и рафинирования металлов и сплавов, а также термодинамики и кинетики процессов рафинирования жидкого металла в вакууме. Предложена новая классификация современных способов рафинирования, сформулирован основной принцип математического описания их кинетики и разработана методика учета концентраций реагентов на межфазной поверхности. Приведены экспериментальные данные по кинетике рафинирования металлов и сплавов при электронно-лучевой плавке, в том числе с применением рафинирующих флюсов. Намечены основные пути оптимизации и дан сравнительный анализ современных способов рафинирования металлов и сплавов при электронно-лучевой плавке. Для научных и инженерно-технических работников предприятий металлургической промышленности. Может быть полезна студентам вузов.

Рассмотрены двойные и тройные системы, содержащие в качестве одного из компонентов углерод или азот. Приведены соответствующие диаграммы состояния. Особое внимание уделено тройным системам. Обсуждены общие закономерности структуры и термодинамических равновесий с учетом положения элементов в Периодической системе и их атомных размеров. Для каждой системы приведены данные о стехиометрическом составе соединений и их кристаллическом строении. Для инженерно-технических работников и специалистов, занимающихся проблемами материаловедения твердых сплавов, порошковой металлургии, атомной техники.

Проанализированы и обобщены экспериментальные данные по окислению жидких металлов и сплавов. Рассмотрены основные этапы процесса - адсорбция кислорода, его растворимость и диффузия. Представлен оригинальный материал по кинетике окисления бинарных сплавов на основе висмута, свинца, олова, серебра, а также тройных сплавов. Обсуждены структуры образующихся пленок, механизм окисления жидких металлов, сплавов и определены его лимитирующие этапы. Ряд сведений по взаимодействию жидких металлов и сплавов с кислородом получены впервые в лабораториях Института металлургии УрО РАН и Красноярского государственного университета. Монография представляет интерес для специалистов металлургической промышленности и физико-химиков, работающих в области высокотемпературных расплавов, для преподавателей вузов при подготовке курса лекций и студентов соответствующих специальностей.

Дана современная трактовка физического и технического смысла важнейших механических свойств. Рассмотрены методы проведения механических испытаний. С использованием теории дефектов кристаллической решетки проанализированы процессы деформации и разрушения при различных температурах и условиях приложения нагрузки. Изложены закономерности влияния состава и структуры на механические свойства металлов и сплавов. Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Металловедение. оборудование и технология термической обработки металлов". Может быть полезен студентам других металлургических специальностей.

Приведены данные о значениях абсорбционной емкости сплавов различных систем в широком интервале концентраций компонентов, о величинах равновесных давлений водорода в системах водород-гидрид и сравнительные оценки скоростей взаимодействия сплавов с водородом. Для отдельных групп сплавов приведены изотермы абсорбции, указаны особенности процесса активации сплавов. Приведенные термодинамические и физико-химические характеристики, отнесенные к конкретным температурным интервалам, позволяют обоснованно осуществлять выбор сплавов и гидридов на их основе для разработки металлогидридных устройств с заданными характеристиками. Для научных и инженерно-технических работников металлургической, машиностроительной, электротехнической промышленности.

Предложена оригинальная система оценки пластичности металлических материалов с последующим использованием результатов этой оценки для прогнозирования пластического поведения слитков и заготовок при их деформировании. Большое внимание уделено методам деформации изделий и повышению уровня используемой пластичности. Для инженерно-технических работников металлургической и машиностроительной промышленности.

Очередной том серии справочных изданий "МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ" посвящен методам анализа элементного состава материалов черной и цветной металлургии. Приведена информация, полезная для инженерно-технических работников современных центральных заводских лабораторий предприятий черной и цветной металлургии, машино- и приборостроения, аналитических лабораторий отраслевых научно-исследовательских институтов и др. Обобщены и кратко изложены сведения о состоянии базы данных по стандартным методикам анализа (ГОСТ, ОСТ, РД и т. п.), получившим широкое применение в России и странах СНГ, во взаимосвязи с требованиями нормативных документов к составу соответствующих материалов черной и цветной металлургии. Справочник дополнен также описанием новых методов и методик анализа, пока еще не получивших широкого применения, но заслуживающих, по мнению авторов, самого серьезного внимания и изучения. Книга предназначена для научного и инженерно=технического персонала аналитических лабораторий, химиков-материаловедов, преподавателей и студентов университетов, химико-технологических и химико-металлургических вузов, а также для специалистов смежных профессий.

В учебнике рассмотрены вопросы физико-химического строения металлических и неметаллических материалов, термической обработки и поверхностного упрочнения, понятия о механических свойствах и методах их определения, основы теории и технологии получения заготовок литьем, давлением, сваркой и пайкой, механической обработкой и рекомендации по их применению. Включен раздел по производству металлов, порошковой металлургии. Для студентов вузов, обучающихся машиностроительным специальностям. Может быть использован студентами соответствующих техникумов и колледжей.

Приведены основные свойства жаропрочных сплавов на основе титана, алюминия, магния, отвечающих общесоюзным стандартам и техническим условиям. Обобщены сведения об указанных материалах, опубликованные в отечественной и зарубежной литературе. Рассмотрены деформируемые и литейные стали и сплавы титана, алюминия и магния. Для инженерно-технических и научных работников, конструкторов металлургической, машиностроительной, судостроительной, авиационной, автотракторной и других отраслей тяжелой промышленности.

Справочник содержит богатый фактический материал по самым различным вопросам пробоотбора, с которыми сталкиваются аналитики в металлургии и других отраслях промышленности. Проблемы пробоотбора и статистической обработки результатов анализов освещены с современных позиций. Даны рекомендации по отбору проб руд, концентратов, твердых и жидких металлов. Рассмотрено оборудование для пробоотбора. Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся анализом материалов в металлургии и других отраслях промышленности.

Излагаются результаты исследований магниевых сплавов, легированных редкоземельными металлами. Приводятся результаты исследований диаграмм состояния сплавов магния с редкоземельными металлами, выявляются закономерности их строения в части растворимости в магнии в твердом состоянии, в характере и температурах нонвариантных превращений, составе и температурах образований химических соединений. Рассматривается влияние редкоземельных металлов на механические свойства магния и их связь со структурой сплавов. Приводятся данные, характеризующие особенности распада пересыщенного твердого раствора в сплавах различных систем и влияние на него холодной и горячей пластической деформации. Приведены сведения о составах и свойствах промышленных магниевых сплавов, содержащих редкоземельные металлы, разработанных в СССР и за рубежом. Книга рассчитана на специалистов в области производства, применения и исследования магниевых сплавов. Она может быть полезна для профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов старших курсов высших учебных заведений металлургической специальности.

Освещены некоторые вопросы строения и физико-химические свойства жидких металлов и сплавов. Рассмотрены механизмы разрушения струи металлических расплавов газом высокой энергии. Обобщены результаты экспериментальных исследований по влиянию технологических параметров струи расплавов, их физико-химических свойств на формообразование, структуру и дисперсность частиц порошка. Показана возможность управления дисперсностью частиц, их структурой и формой. Описаны технологические схемы, оборудование и оптимальные варианты процессов получения порошков металлов и многокомпонентных сплавов, применяемых в народном хозяйстве. Для инженерно-технических и научных работников предприятий металлургической, авиационно-космической, электронной, электронно-технической и других отраслей промышленности.

Справочник, включающий все известные к настоящему времени диаграммы, издается впервые. В нем обобщены литературные, а также собственных данные авторов о строении многокомпонентных систем на основе легких металлов, В справочнике также приведены сведения об основных типах взаимодействия в двойных системах и свойства металлических соединений. В приложении приводятся составы и свойства наиболее часто употребляемых сплавов, а также данные о реактивах для выявления микроструктуры алюминиевых и магниевых сплавов и образующихся в них металлических фаз. Справочник предназначен для широкого круга научных и инженерно-технических работников, занятых физико-химическими исследованиями в области легких сплавов, а также разработкой новых сплавов, технологии литья, термической обработки и пластической деформации. Может быть полезен для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений, специализирующихся в области физико-химического анализа, физики и химии металлических сплавов, металловедов и металлургов, работающих в области цветных металлов и сплавов.

Рассмотрены теоретические основы возникновения аморфной структуры, склонность металлов к образованию аморфной структуры и ее связь со структурой жидких металлов. Подробно описаны существующие методы получения металлов с аморфной структурой. Особое внимание уделено методу закалки жидких металлов, как наиболее перспективному с промышленной точки зрения. Представлены результаты исследования механических, магнитных, электрических, коррозионных и ряда других свойства. На основании результатов калориметрических, электронномикроскопических, рентгеновских и других методов исследования дан анализ термической стабильности металлических стекол и процессов, происходящих при их переходе в кристаллическое состояние. Рассчитана на научных работников и специалистов промышленности, работающих в области металлургии и металловедения.

Дана классификация и указаны области применения прецизионных сплавов. Обобщен и систематизирован обширный материал о химическом составе, сортаменте, магнитных и физических свойствах, структуре, технологических характеристиках прецизионных сплавов: магнитномягких, в том числе электротехнических сталях в тонких сечениях, магнитнотвредых, с особыми тепловыми и упругими свойствами, сплавов сопротивления, аморфных, криогенных и термобиметаллов. Приведены зависимости свойств от разнообразных условий обработки и испытания прецизионных сплавов. Рассчитан на специалистов, работающих в радиоэлектронной, приборостроительной, электротехнической, металлургической и других отраслях промышленности.

Справочник состоит из трех томов. В первом томе приведены сведения о металлах - их классификация и свойства, о сырье и вспомогательных материалах, о физико-химических основах металлургических процессов, теплоэнергетике производства цветных металлов, оборудовании, обогащении руд, об экологии, химико-аналитическом контроле, рассмотрены вопросы метрологии, стандартизации и сертификации. Для инженерно-технических работников и специалистов в области цветной металлургии, а также преподавателей и студентов металлургических и машиностроительных ВУЗов.

В пятом издании (четвертое - в 1982 г.) приведены показатели коррозионной стойкости нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов. Дана химический состав сталей и сплавов, их свойства и технологические данные, а также ГОСТы и ТУ на поставку металла. Помимо нержавеющих сталей и сплавов для сравнительной оценки, параллельно с ними, даны показатели коррозионной стойкости углеродистых и низколегированных сталей. В справочнике представлены коррозионные характеристики нержавеющих низкоуглеродистых, литейных и двухслойных сталей, а также прецизионных сплавов. Справочник рассчитан на широкий круг инженерно-технических работников проектно-конструкторских организаций, исследовательских институтов и предприятий металлургии и машиностроения.

Представлены результаты комплексного исследования микроструктуры и механических свойств поверхностных слоев титана в различных структурных состояниях (субмикрокристаллическое, микрокристаллическое и крупнозернистое), модифицированного в условиях имплантации ионами алюминия. Повышение физико-механических свойств титановых материалов основано на формировании модифицированного поверхностного слоя, состоящего из реструктурированной исходной мишени и формируемого твердого раствора. Уменьшение размера зерна исходного материала приводит к внедрению компонентов на большие глубины вследствие диффузии, что, в свою очередь, оказывает положительное влияние на свойства имплантированных материалов.

Исследованы циклические вольтамперные характеристики формирования биокерамических покрытий на титане в импульсном микроплазменном режиме с помощью компьютерной системы измерений. Показано, что форма циклических вольтамперных характеристик зависит от режимов микроплазменного процесса, состава и концентрации электролита. Использование вольтамперных зависимостей позволяет прогнозировать, конструировать и контролировать качество покрытия в процессе его формирования, так как вольтамперные зависимости отражают динамику роста и качества покрытия.

Исследовано влияние ионно-модифицированного поверхностного слоя на пластичность, эффект памяти формы и мезоструктуру поверхности разрушения сплава Ni50Ti40Zr10. Установлено, что ионная имплантация приводит к повышению микротвердости поверхностного слоя и к общей пластификации сплава. Мезоструктуры поверхностей излома исходных и имплантированных образцов имеют принципиальные различия. В имплантированных образцах непосредственно под облученной поверхностью формируется слой толщиной, кратной размеру зерна В2-фазы, с характерным мезорельефом, отличным от рельефа неимплантированных образцов, и иными пластическими свойствами. В результате данной поверхностной обработки параметры эффекта памяти формы в образцах не ухудшаются, циклическая термостойкость возрастает.

Методами дифракции обратнорассеянных электронов проведено исследование изменения микроструктуры приповерхностного слоя никелида титана после импульсных воздействий на поверхность образцов сплава потоками ионов кремния средних энергий. Показано, что после ионно-пучкового облучения поверхности образцов наблюдается изменение и фрагментация структуры приповерхностного слоя на глубину 5-15 мкм, меньшую среднего размера исходного зерна исследуемого сплава. Установлено, что характерными особенностями слоя с фрагментированной структурой являются присутствие в нем мартенситной фазы В19' и высокая концентрация межфазных и внутрифазовых границ раздела, линейные размеры фрагментов превышают 1 мкм, измельчение структуры слоя под облученной поверхностью неоднородно и зависит от кристаллографической ориентации исходного зерна. Высказано предположение, что одной из причин интенсивной фрагментации отдельных зерен исходной фазы В2 после ионно-пучковой обработки является близость ориентации основных систем скольжения направлению воздействия ионными пучками. Возможно, это привело к более раннему, по сравнению с остальными зернами, запуску процесса пластической деформации таких зерен и, как результат, частичной фрагментации их структуры.