СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

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

Неравновесная статистическая теория диффузии атомов водорода в металлах
с гексагональной плотноупакованной решеткой: два режима миграции........................................................................... 5

В рамках многоэлектронной теории вычислен конфигурационный рельеф атома водорода
в металлах с ГПУ решеткой. С использованием данных о квантовых состояниях примесного
атома водорода и механизмах его взаимодействия исследованы два типа переноса атома:
надбарьерные скачки при высоких температурах и зонное движение (туннельные переходы)
при низких. Показано, что ангармонизм колебаний атома водорода оказывает влияние на
релаксационные процессы за счет интерференции с рассеянием фононов.

Ключевые слова: диффузия, атом водорода, ГПУ решетка, металл, рельеф потенциала,
надбарьерный скачок, зонное движение, туннелирование.

А. Хофман, А. Ю. Дидык, В. К. Семина, Э. Хаевска, В. Билоус, Я. Васяк

Влияние облучения на коррозию и коррозионное растрескивание под напряжением
в аустенитных нержавеющих сталях..................................................................................................................................... 13

Рассмотрена корреляция процессов радиационно-усиленного коррозионного растрескивания
с изменениями микроструктуры, механических свойств и локального химического состава
аустенитных сталей за счет радиационно-индуцированной сегрегации. Показано, что облучение
приводит к снижению коррозионной стойкости сталей и повышению химической активности
агрессивной среды за счет радиолиза. Продемонстрированы возможности имитации микро-
структурных и микрохимических изменений, происходящих в облученных в реакторе аустенитных
сталях, при облучении заряженными частицами (ионами, протонами, электронами).

Ключевые слова: аустенитные нержавеющие стали, радиационно-индуцированная сегрегация,
радиационно-усиленная коррозия под напряжением.

Р. А. Назипов, А. В. Митин, Ю. М. Выжимов, Н. А. Зюзин, А. В. Пятаев

Получение магнитомягкого нанокристаллического состояния в лентах
из аморфного сплава FINEMET-типа при облучении лампой-вспышкой............................................................................ 25

Методами рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской спектроскопии и магнитометрии
исследованы структурные превращения и магнитные свойства аморфного сплава 5БДСР после
импульсного отжига с использованием мощной лампы-вспышки. Установлено, что после облучения
поверхности аморфной ленты единичным световым импульсом структура сплава остается
аморфной, но его магнитомягкие свойства улучшаются. При увеличении числа импульсов происходит
формирование нанокристаллической объемной структуры и дальнейшее улучшение магнитных
свойств сплава.

Ключевые слова: аморфные сплавы, сплав типа Finemet, импульсный отжиг, мессбауэровская
спектроскопия.

Воздействие космических условий на материалы

Н. А. Власова, Л. С. Новиков, И. А. Рубинштейн, А. В. Спасский, Н. П. Чирская

Метрологические характеристики детекторов космического излучения........................................................................ 32

Представлены результаты лабораторных измерений и расчетов методом Монте-Карло
с помощью программного комплекса GEANT4 характеристик телескопической системы
полупроводниковых детекторов дозиметрических приборов космических аппаратов для
регистрации электронов (0,1 - 10 МэВ) и протонов (1 - 400 МэВ) радиационных поясов Земли.
Показано, что использование предлагаемой расчетно-экспериментальная методики
определения характеристик детектирующих систем позволяет повысить точность
восстановления энергетических спектров регистрируемых потоков электронов.

Ключевые слова: космическое излучение, дозиметрия, полупроводниковый детектор,
телескопическая система детекторов, электроны и протоны радиационных поясов Земли,
моделирование методом Монте-Карло, лабораторные измерения.

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

А. В. Самохин, С. Н. Поляков, Н. В. Алексеев, А. Г. Асташов, Ю. В. Цветков

Моделирование процесса синтеза нанопорошков в плазменном реакторе
струйного типа. I. Постановка задачи и проверка модели................................................................................................. 40

В среде программного комплекса ANSYS/CFX 12.1 разработана трехмерная модель
формирования наночастиц по механизму коагуляции в плазменном реакторе с ограниченным
струйным течением. Результаты расчетов стационарного теплового режима реактора
хорошо согласуются с экспериментальными данными по распределению теплового потока
на стенке реактора.

Ключевые слова: CFD-моделирование, плазменный реактор, теплоперенос, формирование
наночастиц.

С. А. Кусманов, А. Р. Наумов, Ю. В. Паркаева, П. Н. Белкин

Анодное электролитно-плазменное насыщение малоуглеродистых сталей
азотом и углеродом.................................................................................................................................................................. 47

Методом анодной электролитно-плазменной обработки осуществлена нитроцементация
малоуглеродистой стали в водных растворах хлорида аммония и карбамида. Показано, что
обработка в течение 10 мин приводит к формированию упрочненного слоя толщиной до 0,2 мм
с микротвердостью до 740 HV. Исследовано влияние концентрации хлорида аммония и карбамида
в электролите на структуру модифицированного слоя. Предложен механизм образования
насыщающих компонентов (аммиака и монооксида углерода) путем разложения и гидролиза
карбамида с образованием изоциановой кислоты и ее последующего окисления.

Ключевые слова: электролизная плазма, электролитно-плазменная обработка, нитроцементация,
поверхностный слой, малоуглеродистые стали, механические свойства.

В. В. Будилов, К. Н. Рамазанов, Р. К. Вафин, Ю. Г. Хусаинов

Азотирование инструментальной стали Р6М5 в тлеющем разряде
в скрещенных электрических и магнитных полях................................................................................................................. 54

Изучено влияние азотирования в тлеющем разряде в скрещенных электрических и магнитных
полях на структуру, фазовый состав и микротвердость инструментальной стали Р6М5.

Ключевые слова: скрещенные электрические и магнитные поля, магнитное поле, ионное
азотирование, тлеющий разряд, плазма.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

В. И. Калита, Д. И. Комлев, А. В. Ножкина

Физико-химические и механические свойства плазменных керметных покрытий
с NiMo матрицей и упрочняющей фазой, сформированной из наноразмерного
углеродного материала............................................................................................................................................................ 60

Методом плазменного напыления механически легированного композиционного порошка,
содержащего 30 об. % наноразмерного углеродного материала (алмазы, углерод, сажа,
фуллерены) и 70 об. % Ni-Mo матрицы, на дюралюминиевую и стальную подложки наносили
керметное покрытие. При механическом легировании порошковой смеси происходило изменение
фазового состава исходного углеродного материала и формирование карбидов никеля и молибдена.
Содержание металлических фаз уменьшалось до 27 об. %. Последующий отжиг при 1130 °С
приводил к полной трансформации алмазных фаз в карбиды и снижению содержания металлических
фаз до 3 об. %. В напыленном плазменном покрытии содержались только карбидные фазы,
микротвердость покрытия составляла ~ 5,7 ГПа.

Ключевые слова: механическое легирование, композиционный порошок, наноалмазы, никель-
молибденовая матрица, плазменное покрытие.

Композиционные материалы

К. А. Язовских, С. Ф. Ломаева, С. В. Заяц, О. Р. Тимошенкова, А. С. Кайгородов

Композиты MeC - Fe (Me = Nb, Ti, V), полученные механосинтезом в среде
жидких углеводородов.............................................................................................................................................................. 65

Исследованы микроструктура и микротвердость карбидосталей МеC - Fe (Ме = Ti, V, Nb)
с содержанием карбидной фазы до ~ 70 об.%, полученных компактированием порошков,
механосинтезированных из смесей Fe и карбидообразующего металла в присутствии жидкой
органической среды. После компактирования порошков формируются нанокомпозиты сложного
фазового состава, содержащие карбиды MeC, интерметаллиды (NbFe2, Fe2Ti) и твердый раствор
a-Fe(Me). Микротвердость компактов составляет 4 - 7 ГПа.

Ключевые слова: механохимический синтез, ксилол, нанокомпозиты, Fe, карбиды MeC (Me = Nb,
Ti, V).

Е. Г. Григорьев, Л. Ю. Лебедева, Е. А. Олевский

Структура циркония и циркониевых сплавов, полученных высоковольтной
электроимпульсной консолидацией......................................................................................................................................... 72

Исследованы структура и свойства образцов сплава Zr – 1 % Nb, полученных методом
высоковольтной электроимпульсной консолидации порошков со сферической и чешуйчатой
формой частиц. Установлено, что повышение плотности тока при консолидации приводит
к увеличению плотности образцов до максимального значения, величина которого зависит
от приложенного давления. Показано, что в процессе высоковольтной консолидации исходная
микроструктура частиц порошка в образцах сохраняется.

Ключевые слова: электроимпульсная консолидация, цирконий, порошковые материалы.

Новые методы обработки и получения материалов
с заданными свойствами

Б. А. Калин, С. А. Кохтев^†, И. Г. Булычев

Исследование коррозионного раскрытия трещины в ТВЭЛах с U-Al топливом
при хранении с переходом в область отрицательных температур.................................................................................... 77

Проведены испытания модельных образцов ТВЭЛов с U-Al топливом с многократными переходами
в области отрицательных температур. Исследована зависимость раскрытия трещины в различных
хлоридосодержащих средах. Методом рентгеноспектрального микроанализа определено содержание
основных продуктов коррозии в реакционной зоне. Определена зависимость ширины раскрытия
трещины от количества циклов заморозки.

Ключевые слова: ТВЭЛ, отрицательные температуры, морская вода, коррозионные испытания,
раскрытие трещины.

Г. А. Малинина, С. В. Стефановский, Б. С. Никонов

Стеклокристаллические материалы для иммобилизации урансодержащих шлаков........................................................ 82

Сплавлением урансодержащего синтетического шлака, имитирующего шлак, образующийся
при переработке твердых радиоактивных отходов на установке сжигания, с дисиликатом
или тетраборатом натрия получены стеклокристаллические материалы, пригодные для
долговременного хранения или удаления в геологические формации. Кристаллическими фазами,
распределенными в стекломатрице материалов, являются нагельшмидтит, кубический твердый
раствор на основе UO2, фаза типа ураната кальция, нефелин и высокожелезистые фазы типа
гематита и шпинелей. Уран распределяется между твердым раствором, уранатом кальция
и стеклофазой.

Ключевые слова: гематит, нагельшмидтит, кубический твердый раствор, нефелин, стеклокристал-
лический материал, стеклофаза, уранат кальция, шлак.

Авторский указатель за 2013 г. ............................................................................................................................................. 90