Для просторового моделювання можливостей виникнення аномального росту кристалічного зерна залежно від початкового текстурного стану полікристалічного матеріалу застосовано метод Монте-Карло (модель Поттса). Використання великої кількості різних початкових текстурних станів у моделюванні дало можливість побудувати діаграму, що відображає можливість росту зерна за аномальним механізмом як функцію текстурного стану матеріалу. Проаналізовано еволюцію текстури та аномальний ріст зерен, що належать до текстурної компоненти Госса, у сталі Fe - 3Si. Показано, що розвиток сильної текстурної компоненти Госса є можливою причиною виникнення аномального росту зерна у цій системі, навіть за відсутності затримки руху міжзеренної межі частинками другої фази.

Для просторового моделювання росту кристалічного зерна застосовано адаптований метод Монте-Карло. Запропонована модель дає можливість урахувати початковий текстурний стан матеріалу, а також вплив локального зерномежового розорієнтування кристалічної гратки на рухливість міжзеренної межі. Показано, що у випадку нетекстурованого початкового стану матеріалу кінетика росту зерна в модельному об'ємі відповідає класичній кінетиці нормального росту кристалічного зерна зі збереженням нормального розподілу зерен за розмірами. Моделювання росту зерен для різних вихідних текстурних станів модельного об'єму показало, що кінетика цього процесу суттєво залежить від поточного текстурного стану матеріалу. Так, середня швидкість росту зерен (що характеризується показником степеня в класичному рівнянні росту зерен) зменшується з формуванням сильної однокомпонентної текстури. Показано, що періоди уповільненого росту зерен характеризуються наявністю в мікроструктурі відносно великих зерен, оточених ділянками, заповненими меншими зернами. У таких випадках спостережено інший характер розподілу зерен за розмірами, що не відповідає нормальному розподілу.

Рекристалізацію полікристалічних металічних матеріалів змодельовано за допомогою тривимірної моделі Монте-Карло (модель Поттса). У розробленому оригінальному підході до моделювання враховано вихідну мікроструктуру матеріалу, вихідний текстурний стан (у вигляді функцій розподілу кристалітів за орієнтаціями), просторовий розподіл накопиченої енергії пластичної деформації та механізм утворення зародків рекристалізації в об'ємі зразка. Передбачено формування мікроструктурних і текстурних неоднорідностей у рекристалізованому однофазному металічному матеріалі. З використанням розробленого підходу змодельовано процеси рекристалізації у комерційних титанових сплавах. Показано, що різниця у вихідному текстурному стані матеріалу суттєво впливає на кінетику рекристалізації, навіть за умови тотожності механізмів зародження рекристалізованої фази та властивостей міжзеренних меж. Установлено, що у разі врахування особливостей поведінки спеціальних міжзеренних меж змодельована кінетика рекристалізації найкраще відповідає класичному кінетичному рівнянню, а дисперсія розподілу зерен рекристалізованої фази за середніми розмірами збільшується.

Рассмотрены феноменологическая и статистическая (Монте-Карло) модели роста кристаллического зерна и текстурной эволюции в материале с неоднородной в объеме текстурой и микроструктурой. Показано, что эволюция текстурных полос в деформированном поликристаллическом материале приводит к существенным микроструктурным и текстурным изменениям при сохранении практически неизменной макротекстуры материала.

A three-dimensional Monte-Carlo (Potts) model is modified to incorporate the effect of grain-boundary inclination on the boundary mobility. For this purpose, a straightforward geometric construction is developed to determine the local orientation of a grain-boundary plane in the discrete model volume. The combined effects of the grain-boundary misorientation of crystal lattices and the misorientation of the normal to a grain-boundary plane on the effective grain-boundary mobility were incorporated into the Monte-Carlo code using the definition of tilt-twist component. The modified code was validated by simulating the grain growth in microstructures comprising equiaxed or elongated grains, as well as the static recrystallization of a microstructure of deformed (elongated) grains.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.14 + К235.16

Рубрики:

Ніобій та його сплави

Титан та його сплави

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ 

У стислому огляді узагальнено результати досліджень структури та властивостей наномасштабних багатошарових покриттів нітридів тяжкотопких металів. На прикладі TiN/MoN-, TiN/ZrN-, CrN/MoN- та більш складних (багатошарових) (TiZrNbTaHf)N/WN:(TiZrNbTaHf)N/MoN-покриттів, одержаних за методом вакуумно-дугового осадження катоду, досліджено та проаналізовано залежності їх твердості, зносостійкості, тертя, корозії та окиснення від умов осадження та товщини шарів. Відмічено закономірності структури та властивостей поведінки даних наномасштабних багатошарових покриттів від розміру нанозерен, текстури та напруг, що виникають у цих покриттях.

Індекс рубрикатора НБУВ: В377.3

Рубрики:

Магнітні властивості твердих тіл. Магнетики

Шифр НБУВ: Ж43925 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.62 + К235.160.73

Рубрики:

Механічні властивості титану та його сплавів

Вплив обробки тиском на структуру і властивості титану та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж23022 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Титанові матеріали, які поєднують високу міцність і твердість поверхні за достатніх пластичних характеристик основного металу, є перспективними для використання в різних галузях техніки, зокрема, як бронеелементів у військово-промисловому комплексі. Одержати вищевказану комбінацію властивостей можливо, створюючи матеріали, які складаються з декількох шарів, що відрізняються за своїми фізико-механічними характеристиками. В роботі досліджено особливості мікроструктури, механічних характеристик і балістичної стійкости таких матеріалів, створених за двома підходами. Першим є стандартний підхід, що поєднує виготовлення та гарячу деформацію зливків з наступним поверхневим швидкісним термічним обробленням сплавів ВТ6 (Ti - 6Al - 4V) та T110, що створює в них градієнтні структурні стани, зі зміною механічних характеристик по глибині матеріалу. Іншим є порошковий підхід для створення структур, які поєднують шари сплаву Ti - 6Al - 4V і композитів на його основі, зміцнених частинками TiB або TiC. Проведено балістичні випробування одержаних матеріалів різними типами набоїв, що відрізняються кінетичною енергією, твердістю осердя та наявністю запалювальної суміші; досліджено особливості проникнення уражальних елементів, залежно від структурного стану матеріалу. Доведено, що матеріали з градієнтною та шаруватою структурами мають незаперечні переваги за захисними протибалістичними характеристиками у порівнянні з однорідними титановими стопами тієї ж товщини.

Індекс рубрикатора НБУВ: К391.912-1

Рубрики:

Металокерамічні наноматеріали

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Потенціал адитивних технологій, а саме, технології xBeam 3D Metal Printing було продемонстровано для виготовлення однорідного стопу Ti - 6Al - 4V (Ti-6-4, мас. %), а також шаруватих структур на основі титану з механічними властивостями, достатніми для широкого практичного застосування. Основними відмінними рисами цього процесу є використання дроту із титанового сплаву як вихідного матеріалу й електронного променя конічної форми для нагріву та топлення дроту. Стоп Ti-6-4, одержаний 3D-друком за розробленою "стратегією зсуву", відповідає вимогам щодо механічних характеристик відповідних литих і кованих виробів, якщо особливості мікроструктури, анізотропії матеріалу та кристалографічної текстури контролюються належним вибором параметрів процесу. Описано виробництво багатошарових структур, де комбінуються шари різних титанових матеріалів, а саме, технічно чистого титану (CP-Ti), Ti-6-4, високоміцного стопу T110, а також металоматричних композитів (ММС) на основі Ti-6-4, зміцнених частинками TiC. Проаналізовано мікроструктурні особливості та механічні властивості всіх 3D-друкованих матеріалів. Проведено балістичні випробування вказаних матеріалів різними кулями. Описані результати показали багатообіцяючий потенціал технологій 3D-друку, наприклад xBeam 3D Metal Printing, для виготовлення багатошарових броньових матеріалів на основі титану зі зменшеною товщиною та вагою, і, в той же час, достатніми захисними характеристиками.