Выполнен анализ влияния элементов внедрения N, C и H в твердых растворах на основе железа на их структуру и свойства. На основе теоретических расчетов и экспериментальных данных сравниваются электронная структура и энергия дефектов упаковки, распределение атомов в твердых растворах, взаимодействие атомов внедрения с дислокациями и вакансиями, подвижность дислокаций, механизмы пластической деформации и разрушения. Установлено, что азот и водород повышают плотность электронных состояний на уровне Ферми ГЦК-железа, в то время как углерод уменьшает ее. Соответственно, концентрация свободных электронов увеличивается в твердых растворах азота и водорода на основе gamma-железа и уменьшается при растворении углерода. Найдена корреляция между характером межатомных связей и ближним атомным порядком в аустенитных сталях: азот способствует ближнему атомному упорядочению в распределении легирующих элементов, в то время как растворение углерода сопровождается их кластеризацией. Как следствие, азот увеличивает термодинамическую стабильность аустенитных сталей, а углерод делает сталь чувствительной к выделению карбидов из твердого раствора, что ухудшает коррозионные свойства. Наиболее впечатляющей является корреляция между электронной структурой и свойствами дислокаций. В отличие от превалирующих ковалентных связей в углеродистых сталях, усиленный азотом их металлический характер увеличивает подвижность дислокаций, следствием чего является высокая пластичность и вязкость разрушения. Однако аналогичное влияние водорода является причиной водородного охрупчивания стали из-за усиленной водородом локализованной пластичности. Уникальное сходство с водородной хрупкостью имеет место, если аустенитная азотистая сталь подвергается ударному нагружению. Вследствие недостаточного времени для релаксации напряжений, усиленная азотом локализованная пластичность приводит к псевдохрупкому разрушению. Различным является лишь механизм локализации пластической деформации: ближнее атомное упорядочение, обусловленное азотом, и повышение концентрации избыточных вакансий в случае растворения водорода.

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"