СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

В.А. Шулов, А.Г. Пайкин, Д.А. Теряев, О.А. Быценко, В.И. Энгелько, К.И. Ткаченко

Структурно-фазовые изменения в поверхностных слоях деталей из титанового сплава ВТ6

при облучении сильноточным импульсным электронным пучком.................................................................................................................................................. 5

Методами просвечивающей электронной микроскопии, оптической металлографии и рентгеновского

микроанализа исследованы изменения химического состава и микроструктуры в поверхностных слоях

лопаток из сплава ВТ6, подвергнутых обработке сильноточным импульсным электронным пучком

при плотности энергии в импульсе W=18-20 Дж/см². Показано, что облучение в режиме плавления

приводит к образованию высокопрочного поверхностного слоя толщиной до 25 мкм с тонкодисперсной

субструктурой. Повышение механических свойств модифицированного слоя связано с образованием
тонкодисперсных a′- и a″-мартенситных пластин, ориентированных почти параллельно поверхности детали.

Ключевые слова: титановый сплав, сильноточный импульсный электронный пучок, поверхностный

слой, структура.

Ю.А. Кашлев, Н.М. Садыков, Н.А. Виноградова

Конфигурационный потенциал атома водорода в металлах с гексагональной решеткой.................................................................................... 10

Методами равновесной статистической теории рассчитан конфигурационный рельеф потенциала

легкого атом (водорода) в металлах с гексагональной решеткой. Показано, что с учетом энергетических

уровней атома водорода возможны два механизма транспорта водорода за счет скачкообразного
и зонного движения.

Ключевые слова: статистическая теория, атом водорода, диффузия, конфигурационный рельеф

потенциала, металл.

А.М. Лидер, М.Х. Кренинг, В.В. Ларионов, Е.В. Лисичко

Акустическое и радиационное воздействие на наводороженные металлы......................................................................................................................... 14

Исследовано влияние радиационного (электроны с энергией 10-100 кэВ, рентгеновские кванты с энергией

до 80 кэВ) и акустического воздействия на свойства наводороженных металлов (сталь, титан, цирконий).

Обнаружен эффект усиления миграции водорода и сдвиг температуры начала его выделения из металлов

в область низких температур при акустическом и радиационном воздействии. Облучения сплавов циркония
мощным электронным пучком с плотностью тока до 50 А/см² приводит к увеличению микротвердости
и повышению зернистости металла, а также вызывает образование поверхностной защитной пленки,
препятствующей его наводораживанию.

Ключевые слова: акустическое и радиационное воздействие, наводораживание, удаление водорода,

сталь, титан, цирконий, ниобий.

И.И. Чернов, М.С. Стальцов, Б.А. Калин, Чжи Зин У, Аунг Чжо Зо,

В.И. Стаценко, О.Н. Корчагин, О.С. Стальцова

Термодесорбционное исследование поведения гелия в сплавах V-Ti, облученных ионами Hе⁺

при комнатной температуре........................................................................................................................................................................................................................................... 22

Методом термодесорбционной спектрометрии изучены закономерности захвата, удержания и выделения
ионно-внедренного He в ванадии и двойных сплавах V-Ti. Установлено, что легирование титаном приводит
к смещению пиков газовыделения в область более высоких температур, что объясняется образованием
термически стабильных сложных комплексов He_mTi_kV_n. Появление в V-Ti сплавах новых высокотемпературных
пиков, отсутствующих в чистом ванадии, связывается со стоком гелия на границы раздела “выделение второй
фазы-матрица” и формированием в них гелиевых пузырьков, обладающих высокой энергией связи с частицами
выделений.

Ключевые слова: ванадий, ванадиевые сплавы, гелий, термодесорбция.

Воздействие космических условий на материалы

М.П. Калаев, Н.Д. Семкин, Л.С. Новиков

Экспериментальное моделирование воздействия частиц космического мусора и микрометеороидов

на элементы конструкции космических аппаратов ............................................................................................................. 30

Экспериментально с использованием электродинамического ускорителя частиц изучено изменение

оптических и электрофизических свойств поверхностных элементов конструкции космических аппаратов
(оптических стекол, структур “металл–диэлектрик–металл” и солнечных батарей) при бомбардировке
высокоскоростными частицами субмикронных и микронных размеров.

Ключевые слова: электродинамический ускоритель частиц, микрометеороид, деградация поверхности,
ударная вспышка, индикатриса рассеяния, спектральный коэффициент пропускания.

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

Н.Н. Черенда, Н.В. Бибик, В.В. Углов, В.М. Асташинский, А.М. Кузьмицкий

Модифицирование поверхностного слоя эвтектического силумина компрессионными плазменными потоками............................ 37

Исследовано влияние воздействия компрессионных плазменных потоков на структуру, фазовый и элементный
состав и микротвердость эвтектического силумина. Установлено, что плазменная обработка приводит
к формированию модифицированного слоя толщиной до 40 мкм с дисперсной структурой, равномерным
распределением кремния и улучшенными механическими характеристиками.

Ключевые слова: компрессионные плазменные потоки, эвтектический силумин, рентгеноструктурный анализ,
растровая электронная микроскопия.

О.Б. Перевалова, А.В. Панин, Е.А. Синякова

Особенности поверхностного упрочнения 12Cr ферритно-мартенситной стали при совмещении

ионно-плазменного азотирования и ультразвуковой обработки.................................................................................................................................................... 43

Исследован эффект упрочнения 12% Cr ферритно-мартенситной стали ЭК-181 в процессе комплексной
обработки, состоящей из закалки, ультразвуковой обработки, ионно-плазменного азотирования
и высокотемпературного отпуска. Методами рентгеноструктурного анализа и просвечивающей
электронной микроскопии показано, что температура азотирования оказывает существенное
влияние не только на структуру и фазовый состав упрочненных поверхностных слоев, но и на процесс
выделения частиц вторых фаз в объеме материала. Упрочнение стали после азотирования при 600°С
связано с выделением нитридных частиц в поверхностном слое и карбидных частиц в объеме стали.
После азотирования при 700°С и последующего отпуска в объеме материала образуются игольчатые
прослойки аустенита, что приводит к разупрочнению стали.

Ключевые слова: ферритно-мартенситная сталь, структура, фазовый состав, ультразвуковая

обработка, ионно-плазменное азотирование.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

М.А. Сурменева, Р.А. Сурменев, М.В. Чайкина, А.А. Качаев, В.Ф. Пичугин, М. Эппле

Исследование фазового и элементного состава покрытий на основе кремнийсодержащего

гидроксиапатита для медицинских имплантатов, полученных методом ВЧ-магнетронного распыления........................................... 51

Методами РФА, ИК-спектроскопии и РЭМ исследованы фазовый состав и структура покрытий на основе
кремнийсодержащего гидроксиапатита (ГА), полученных методом ВЧ-магнетронного распыления.
Установлено, что мишень для распыления, приготовленная по керамической технологии из однофазного
механоактивированного порошка-прекурсора, является двухфазной (апатит + трикальций фосфат).
Структура покрытия, полученного при распылении двухфазной мишени, является однофазной (ГА)
и текстурированной в направлении (002). В процессе осаждения покрытия происходит частичное
замещение фосфат-ионов в решетке апатита анионами силиката.

Ключевые слова: кремнийсодержащий гидроксиапатит, механохимический синтез, ВЧ-магнетронное

распыление, биосовместимое покрытие.

Соединение материалов

Б.В. Борц, И.М. Неклюдов, С.Ф. Скоромная, В.И. Ткаченко

Нелинейная динамика краевых дислокаций во внешних полях и их вклад в формирование

границы соединения металлов в твердой фазе при прокатке в вакууме................................................................................................................................. 61

В рамках классической струнной модели Гранато-Люке исследована нелинейная динамика краевой

дислокации под действием равновесной внутренней силы, перпендикулярной плоскости скольжения.

Проанализировано уравнение синус-Гордона (СГ) и показано, что учет этой силы приводит к появлению
анизотропных солитонов, распространяющихся со скоростью звука. Установлено, что при воздействии
внешней гармонической силы амплитуда колебаний дислокационной струны может быть соизмерима
с периодом решетки. С увеличением частоты внешней гармонической силы происходит резонансный
рост средней кинетической энергии струны. На основании анализа экспериментальных данных
продемонстрирована возможность дислокационного механизма формирования границы соединения
металлов при совместной прокатке в вакууме.

Ключевые слова: уравнение синус-Гордона, краевая дислокация, струнная модель, нелинейная динамика,
перегиб на линии дислокации, антикинк, внешняя сила, переползание дислокации, прокатка металлов
в вакууме, граница соединения.

Новые методы обработки и получения материалов

с заданными свойствами

С.В. Стефановский, А.А. Ширяев, Я.В. Зубавичус

Структурное состояние железа в стеклах и стеклокристаллических материалах для иммобилизации

радиоактивных отходов с высоким содержанием натрия и алюминия.................................................................................................................................. 70

Методом анализа тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения определено валентное

состояние и структурное положение ионов железа в сложных натрийалюмоборосиликатных стеклах

и стеклокристаллических материалах, предназначенных для иммобилизации радиоактивных отходов

(РАО). Во всех образцах железо присутствует в основном в трехвалентной форме в виде ионов

Fe³⁺. В закаленных стеклообразных образцах, содержащих 30 и 40 масс.% оксидов РАО, практически

все железо находится в тетраэдрическом кислородном окружении. С увеличением содержания

оксидов РАО образцы становятся более закристаллизованными. В закаленном образце с 55 масс.%

оксидов РАО и отожженных образцах с 40 и 55 масс.% оксидов РАО железо распределяется между

стеклом и шпинелью. В образце с 65 масс.% оксидов РАО подавляющая доля железа входит в шпинель
типа герцинита в виде Fe²⁺ в тетраэдрическом кислородном окружении.

Ключевые слова: алюминий, железо, натрий, радиоактивные отходы, рентгеноабсорбционная

спектроскопия, стекло, стеклокристаллический материал, шпинель.

С.В. Стефановский, Г.А. Малинина, А.А. Ширяев, Я.В. Зубавичус

Валентность и структурное положение железа в остеклованных шлаках....................................................................................................................... 79

Методами рентгеноабсорбционной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса изучено

валентное состояние и структурное положение ионов Fe в стеклокристаллических материалах,

полученных путем плавления имитатора шлака, образующегося при сжигании органических радиоактивных
отходов, и при его сплавлении с натрий-дисиликатным и натрий-тетраборатным флюсами. Показано,
что в продуктах, остеклованных с применением флюса, железо, в основном трехвалентное, находится
в четырех- и шестикоординированном кислородном окружении, при этом доля шестикоординированного
железа возрастает с увеличением содержания шлака и присутствующих в нем оксидов железа. В плавленом
шлаке присутствует значительная доля двухвалентного железа с координационным числом около 6.

Ключевые слова: дисиликат натрия, тетраборат натрия, железо, шлак, остекловывание, радиоактивные
отходы, рентгеноабсорбционная спектроскопия, электронный парамагнитный резонанс.

Д.В. Онищенко, В.П. Рева

Особенности механохимического синтеза карбида титана с использованием

модификаций углерода, полученных из растительного сырья.......................................................................................................................................................... 87

Установлено, что лимитирующими факторами механохимического синтеза в системе Ti-C являются

структура модификаций углерода и степень их ароматичности. Показано, что модификации углерода,
полученные из растительного сырья, могут быть эффективной альтернативой традиционным
углеродосодержащим агентам.

Ключевые слова: растительное сырье, карбид титана, механохимический синтез, механоактивация,

степень ароматичности, структура модификаций углерода.

Краткие сообщения

О.А. Барабанова, С.В. Набатчиков, В.И. Могорычный

Структура и свойства слоистого композиционного материала алюминий–стекло................................................................................................... 95

Ключевые слова: слоистый композиционный материал, диффузионная сварка, алюминий, стекло,

зона соединения, прочность, теплопроводность, теплообменник.

С.В. Воробьев, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, С.В. Горбунов, С.В. Коновалов

Увеличение усталостной долговечности нержавеющей стали, обработанной

высокоинтенсивным электронным пучком.......................................................................................................................................................................................................... 98

Ключевые слова: усталостная долговечность, высокоинтенсивный электронный пучок.