В работе рассматривается эволюция очагов локализации пластической деформации коррозионно-стойкого биметалла на основе соединения аустенитной нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т и низкоуглеродистой конструкционной стали Ст.З в условиях агрессивной водородосодержащей среды. Для выявления очагов локализации пластической деформации был использован метод корреляции цифровых спекл- изображений, позволяющий получить картины локализованной пластической деформации результате нагружения, т. е. определить поле векторов смещения в плоском образце при растяжении и далее рассчитать компоненты тензора пластической дисторсии (локальные удлинения эпсилон хх, сдвиг эпсилон ху и поворот омега z). При использовании данной методики в процессе нагружения образца были определены картины локализации в деформируемом образце на разных стадиях деформационного упрочнения в исходном состоянии и после насыщения водородом в течение 6 часов. Информация о закономерностях распространения фронтов локализации пластической деформации в рассматриваемом материале может быть использована для более детального изучения процесса пластического течения слоистых металлических композитов. Изучение данного процесса позволяет на ранних стадиях спрогнозировать область формирования деформационной шейки и определить место будущего разрушения материала.

В работе представлен анализ нелинейных особенностей поведения горных пород, которые наблюдаются на диаграммах нагружения, но в рамках традиционных моделей упругопластических сред, как правило, игнорируются. Рассмотрены начальный этап деформирования и разгрузка образцов горных пород. Нелинейность поведения на данных этапах нагружения интерпретируется с позиции частичного закрытия трещин, которые образовались в ходе деформировании за пределом упругости или за предыдущую историю нагружения. Предложены феноменологические соотношения, позволяющие учесть указанные нелинейные особенности при численном моделировании. Рассмотрен этап запредельного деформирования, соответствующий стадии локализации деформации и образования магистральных трещин, и предложены поправки для более корректного определения параметров моделей.

Развита теория структурных трансформаций в планарной подсистеме (поверхностные слои и внутренние границы раздела) твердых тел при пластической деформации. В ее основе лежит учет локальной кривизны кристаллической решетки, в междоузлиях которой возникают новые структурные состояния и развивается пластическая дисторсия. Для выполнения условия сверхпластичности подобные высокоскоростные механизмы должны развиваться как в планарной, так и в 3D кристаллической подсистемах. Показано, что в трансляционно-инвариантном кристалле данному условию удовлетворяет наличие концентрационных флуктуаций. Сформулирован многомасштабный критерий сверхпластичности, основанный на масштабной инвариантности пластической деформации планарной и кристаллической подсистем в деформируемом твердом теле. При его нарушении сверхпластичность переходит в режим ползучести с ограниченной пластичностью материала.

Исследована эволюция очагов локализации пластической деформации трехслойного металлического материала на основе соединения конструкционной углеродистой стали и нержавеющей хромоникелевой стали. Методом корреляции цифровых спекл-изображений получены картины локализации пластической деформации в процессе одноосного растяжения. Проведен анализ стадийности кривых пластического течения и определены количественные параметры распределений локальных деформаций.

Приведены результаты исследования влияния трансформации зёренной структуры от крупнозернистой до субмикрокристаллической образцов сплава Ti49.8Ni50.2 (ат. %) в процессе abc-прессования при 723 К на проявления эффектов сверхэластичности и памяти формы при кручении. Показано, что величина неупругой деформации, включающей в себя сверхэластичность и эффект памяти формы, составляет 18.0 % в исходных образцах, 15.8 % в образцах после abc-прессования с е = 0.62 и монотонно увеличивается до 18.3 % при увеличении деформации до е = 8.44.

Представлены исследования изменения скорости распространения и затухания рэлеевских волн в зависимости от локализации пластической деформации в материалах с эффектом Портевена - Ле Шателье. Измерения характеристик ультразвуковых волн производились непосредственно в процессе деформирования материала с постоянной скоростью нагружения при комнатной температуре. Методом цифровой спекл-фотографии велась регистрация кинетики зон локализованной деформации в процессе нагружения. Установлена закономерность изменения скорости ультразвука при прохождении зоны локализации через область измерения ультразвука.

Исследовано влияние величины шага сетки векторного поля на оценку деформации в методе корреляции цифровых изображений для случая неоднородной деформации нагруженных твердых тел. Влияние шага сетки при оценке деформации изучали в зависимости от величины перемещений, а также наличия и размера области разрыва в поле векторов перемещений (деформаций). Предложен алгоритм автоматического выбора шага сетки векторного поля, обеспечивающий уменьшение ошибки оценки деформации по сравнению с наилучшим результатом для случая равномерного шага сетки.

Методом интенсивной пластической деформации, реализованной по схеме многократного равноканального углового прессования, получены образцы алюминий-магниевого сплава 1560 с ультрамелкозернистой структурой. Проведены исследования влияния изменения структуры на физико-механические свойства обработанного материала и характер разрушения образцов. Испытания на растяжение показали повышение условного предела текучести и прочности при уменьшении предельных деформаций. Полученные образцы имеют повышенные значения микротвердости по сравнению с исходными. Установлено, что последний цикл прессования определяет ориентацию структуры и макроскопических полос сдвига, возникающих под углом продольной оси образца при прохождении через сопряжения каналов. Это влияет на механические свойства материала и характер разрушения. Контроль качества полученных образцов методом ультразвуковой дефектоскопии и рентгеновской томографии подтвердил отсутствие макро- и микродефектов при соблюдении подобранного оптимального режима обработки.

Проведено исследование локализации пластической деформации и эволюции напряженно-деформированного состояния в образцах технического титана, поверхностно модифицированных ультразвуковой обработкой. Задача мезомеханики в постановке плоской деформации решалась численно методом конечных разностей. Структура и механические свойства композиции задавались в расчетах в соответствии с экспериментами по измерению микротвердости, механическими испытаниями на растяжение и металлографическими исследованиями. Установлены зависимости характеристик локализации пластического течения от геометрии и механических свойств поверхностных слоев, полученных ультразвуковой обработкой.

Путем анализа полных волновых профилей в работе установлена связь между динамическими прочностными свойствами и плотностью дислокаций в материалах с ГЦК кристаллической решеткой — аустенитной нержавеющей стали 03X17H14M3 и меди M1 — при ударно-волновом нагружении. При постоянном размере зерна в исследуемых материалах динамический предел текучести и откольная прочность возрастают с увеличением плотности дислокаций. Зависимость динамического предела упругости от плотности дислокаций для исследуемых материалов удовлетворительно описывается соотношением Тейлора сигмаHEL = aMGb ро1/2. На основе экспериментальных данных рассчитаны значения геометрического фактора а: а = 0.21 для стали, а = 0.30 и 0.44 для меди М1 с размером зерна 110 и 20 мкм соответственно. Для поликристаллов меди с размером зерна 110 и 20 мкм экспериментально показано, что при близкой плотности дислокаций динамический предел текучести возрастает с уменьшением размера зерна. Установлено, что для аустенитной нержавеющей стали с увеличением динамического предела упругости (плотности дислокаций) возрастает ширина пластической ударной волны, т.е. увеличивается вязкость материала. В поликристаллах меди ширина пластической зоны не зависит от плотности дислокаций и размера зерна. С увеличением плотности дислокаций откольная прочность стали возрастает на величину, близкую к величине прироста динамического предела текучести.

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.

В книге рассмотрены основные структурные характеристики некристаллических (жидких и аморфных) веществ, методы компьютерного моделирования систем с различным характером химической связи, в том числе металлов. солей, оксидов и т. по. Дан обзор методов моделирования некристаллических систем с использованием дифракционных данных о структуре. Проведен анализ топологических характеристик некристаллических систем. Исследованы возможности восстановления межчастичных потенциалов по структуре жидкого или аморфного тела и расчета термодинамических. структурных, диффузионных и других свойств веществ методами компьютерного моделирования.

Монография посвящена изложению основ современной квантовой теории твердого тела с помощью языка псевдопотенциала. Показано, что идеи псевдопотенциала появляются как естественное следствие применения квантово-механической теории рассеяния (излагаемой в книге) к проблеме взаимодействия электрона с атомом (ионом). Особое внимание уделено принципам построения кристаллических потенциалов и теории экранирования. На языке псевдопотенциала рассмотрены основные положения зонной теории и проанализирована связь между теорией псевдопотенциала и основными методами расчета энергетической зонной структуры (ОПВ, ППВ, ККР, ККРЗ). В качестве примера использования теории псевдопотенциала обсуждено ее применение к одной из актуальных задач теории фазовых превращений - проблеме сравнительной устойчивости кристаллических структур металлов и сплава. На широком материале показаны возможности теории псевдопотенциалов в этом аспекте.

На основе современных представлений теории обработки металлов давлением описан новый способ холодной сварки труб из разнородных металлов с целью получения трубных переходников. Показано влияние конструктивных параметров трубных элементов и режимов сварки на характер развития пластической деформации металлов в зоне контакта и свойства сварных соединений. описана технология изготовления переходников холодной сваркой трубных элементов и приведены их свойства при различных условиях эксплуатации. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников. занимающихся исследованием, разработкой технологии и внедрением трубных переходников в различных отраслях техники, а также может быть полезна студентам и аспирантам технических вузов.

Рассмотрены актуальные теоретические и практические вопросы правовой охраны наиболее прогрессивных материалов, которые находят широкое применение практически во всех областях народного хозяйства - металлов и их сплавов, неорганических моно- и поликристаллических материалов, керамики и огнеупоров, стела, бетонов, полимерных и текстильных материалов и изделий из них. Для инженерно-технических работников и специалистов, изобретателей, занимающихся созданием новых материалов и их использованием в народном хозяйстве.

Открытие в 60-х годах стимулированной (катализированной) кристаллизации силикатных стекол положило начало созданию новой группы стеклокристаллических конструкционных материалов (СКМ), имеющих ценные технические свойства. Книга содержит описание методов их синтеза, составов, строения и свойств. Изложены теоретические основы кристаллизации и описаны характеристики и роль веществ, служащих ядрообрзователями в этом процессе (металлы, окислы металлов, фосфаты, фториды и сульфиды), Освещена роль микроликвации в процессе синтеза СКМ и даны физико-химические характеристики силикатных систем, испытывающих микроликвацию. Значительное внимание уделено синтезу СКМ; его физико-техническим основам, силикатным стеклообразным системам, используемым для синтеза, а также синтезу на основе горных пород, глин, шлаков и получению стеклокристаллических глазурей и эмалей. Указаны основы технологии получения СКМ. Отдельная глава посвящена описанию их структуры, влиянию стеклообразной и кристаллической фаз на механические, тепловые, оптические, химические и другие свойства. Большое внимание уделено описанию работ советских и зарубежных ученых в области синтеза и изучения свойств стеклокристаллических материалов, Предназначена для научных работников, инженеров и студентов старших курсов силикатных факультетов вузов.

В книге обобщены результаты многолетних исследований в области теории и практики полунепрерывного литья черных металлов. Особое внимание уделено обоснованию технологии полунепрерывного литья стальных слитков больших сечений для электродов и кузнечно-прессового производства. Приведены данные по качеству слитков и поковок. Предназначена для инженерно-технических работников металлургической и машиностроительной промышленности, занимающихся проблемами непрерывного и полунепрерывного литья.

Первое в мировой литературе систематическое изложение результатов исследований в области нелинейной теории упругости, в которой авторы являются видными специалистами. С возможной для современного состояния знаний полнотой и строгостью излагается теория конечной упругой деформации и исследуются возможные формы упругого потенциала для случая анизотропии самого общего вида. Далее рассматриваются вопросы конечной плоской деформации, приближенные решения двумерных задач, теория упругих мембран, решение задачи упругости для материалов, усиленных растяжимыми нитями, термодинамика деформации, устойчивость; решается много конкретных задач. Освещаются также экспериментальные приложения и реологические уравнения состояния. В качестве приложения к книге даны выборки из первых двух глав известного за рубежом курса теории упругости Грина и Зерна.Книга представляет значительный интерес для инженеров-исследователей и научных работников, занимающихся вопросами упругости и пластичности и их техническими применениями. Она будет полезна преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов университетов и втузов.

Методом молекулярной динамики изучены кинематические характеристики незамкнутых наноструктур, сформированных из двухслойных наноразмерных кристаллических пленок на примере системы Ni–Cu. Межатомное взаимодействие описывалось в рамках метода погруженного атома. Показано, что при отделении от подложки исходная пленка совершает слабозатухающие колебания, амплитуда которых зависит от величины запасенной упругой энергии, определяемой степенью несоответствия параметров решеток в кристаллических слоях. Собственные частоты колебаний сформированных незамкнутых наноструктур определяются геометрическими размерами и кристаллографической ориентацией исходной пленки. Проанализировано влияние кристаллографической ориентации исходной пленки на параметры колебаний незамкнутых наноструктур. Полученные закономерности представляют интерес при конструировании компонентов наноустройств различного функционального назначения.

Методом электронной микроскопии в тонких фольгах исследована кривизна-кручение кристаллической решетки в нанокомпозитных покрытиях на основе TiN с различной микроструктурой. Впервые обнаружены высокая кривизна-кручение решетки до 300° мкм-1 и внутренние упругие напряжения в нанокристаллических кристаллах TiN размером менее 20 нм. Выполнено сравнение упругонапряженных состояний в покрытиях с нанокристаллической и двухуровневой зеренной структурой. Высказаны предположения о природе структурных дефектов, обуславливающих наличие кривизны-кручения решетки в покрытиях с различной микроструктурой. Обсужден вопрос о природе сверхтвердости в этих покрытиях.

В монографии обобщены результаты многолетних исследований автора в области алюминиевых сплавов (прежде всего, их фазового состава), выполненных на кафедре металловедения цветных металлов МИСиС. Основное внимание уделено марочным сплавам, как российским, так и американским. Количественный анализ фазового состава последних выполнялся с использованием современной программы "Thermo-Calc". Для графического изображения фазовых равновесий в пятикомпонентных системах использован оригинальный авторский подход. Книга рассчитана на широкий круг специалистов, которые работают с алюминиевыми сплавами. Среди них - научные работники отраслевых и академических институтов, профессорско-преподавательский состав вузов. работники заводских лабораторий, ответственные за качество продукции. она также может быть полезной аспирантам и студентам старших курсов при выполнении курсовых и дипломных работ. связанных с алюминиевыми сплавами.

В монографии обобщен многолетний опыт работы со сверхпроводящими сплавами. композиционными материалами на основе соединений А3В, ВТСП-материалами и композитами на их основе. Исследования композиционных материалов проводились совместно с основным их создателем и разработчиком - ВНИИ неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара. Подробно изучены оловянные и галлиевые бронзы, используемые в качестве матриц многоволоконных сверхпроводящих композитов. Впервые обнаружено естественное и искусственное старение оловянных бронз и прерывистый распад - факторы, влияющие на их деформируемость. Выяснены особенности пластической деформации композиционных материалов, причины их хрупкости и предложены методы обработки, устраняющие эти нежелательные эффекты. Установлен зародышевый механизм образования сверхпроводящего слоя А3В и на его основе предложены варианты термических обработок, позволяющие целенаправленно изменять структуру сверхпроводящих слоев. Установлен механизм положительного влияния легирующих добавок на критическкую плотность тока в сильных магнитных полях. рассмотрены особенности структуры и текстуры сильнодеформированных высокопрочных нанокомпозитов Cu-Nb. Исследована природа низкотемпературного распада (при 200С) нестехиометрического соединения Y-Ba-Cu-O, который имеет две стадии - расслоение по кислороду и разупорядочение тяжелых атомов. Приводится экспериментальная диаграмма состояния этой системы. Обнаружено естественное старение и возврат. Показано стабилизирующее влияние редкоземельных элементов на низкотемпературный распад. Изучена структура сверхпроводящих композитов на основе висмутовой керамики. Монография представляет интерес для специалистов, занимающихся разработкой, производством и эксплуатацией сверхпроводящих материалов. а также для физиков и материаловедов, работающих в области получения и изучений функциональных материалов с особыми свойствами, в частности с повышенной прочностью при сохранении высокой электропроводности. Монография может быть интересна и полезна преподавателям вузов, аспирантам и студентам, специализирующимся в области структурных исследований, металлофизики, материаловедения и физики низких температур.

Книга представляет критический обзор науки о переохлажденном состоянии жидкостей, получения и анализе метастабильных состояний и фаз, высокоскоростном затвердевании в условиях, далеких от термодинамического равновесия. Описан прогресс, достигнутый в последние 30 лет в развитии экспериментальных методов и теоретических моделей. Специальное внимание уделено методам достижения глубоких переохлаждений, физической природе переохлажденных жидкостей. а также моделям строения жидкостей, основанным на понятии близкого порядка. Представлены новые концепции анализа метастабильного состояния переохлажденного расплава. Показано, что состояние переохлажденной жидкости определяет огромное разнообразие путей затвердевания в широкий спектр различных метастабильных состояний твердых тел. Проанализированы теоретические модели зарождения кристаллов и отбора фаз, высокоскоростного однофазного и полифазного затвердевания и эволюции микроструктур. Описаны современные эксперименты и приведены теоретические модели для изучения и получения новых метастабильных фаз как в наземных условиях, так и в условиях микрогравитации. Книга написана известными международными экспертами в области жидкого состояния, теории кристаллизации и затвердевания. рекомендуется специалистам, аспирантам и студентам по специальностям "Физика конденсированного состояния", "Термодинамика" и "Физическое материаловедение".

В монографии рассмотрены методика получения, механизм роста, структура и магнитные свойства наноструктурных пленок и нанопроволок, полученных методом электролитического осаждения. Адресуется специалистам в области физики конденсированного состояния, электрохимии, магнетизма и магнитной электроники.