Структура и физико-механические свойства ультрамелкозернистых металлов и сплавов в метастабильных состояниях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, доктор технических наук Столяров, Владимир Владимирович

• Столяров, Владимир Владимирович
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Столяров, Владимир Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ УМЗ СТРУКТУР В СПЛАВАХ.

1.1. Термомеханическая обработка.

1.2. Сверхбыстрое охлаждение из расплава.

1.3. Интенсивная пластическая деформация.

1.4. Краткие выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ

ПРИ НАГРЕВЕ В УМЗ СПЛАВАХ.

2.1. УМЗ структуры в магнитотвердых сплавах

2.1.1. Сплавы на основе интерметаллидного соединения.

2.1.2. Сплавы на основе твердых растворов.

2.2. УМЗ структуры в сплавы титана и алюминия.

2.2.1. Сплавы на основе твердых растворов.

2.2.2. Системы с отсутствием растворимости вторых элементов.

2.3. Краткие выводы по главе 2.

3. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА УМЗ СПЛАВОВ.

3.1. Фундаментальные свойства.

3.2. Гистерезисные свойства.

3.3. Краткие выводы по главе 3.

4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УМЗ МЕТАЛЛОВ И

СПЛАВОВ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ.

4.1. Эффекты старения.

4.2. Высокопрочное состояние.

4.3. Циклическое поведение и усталость.

4.4. Краткие выводы по главе 4.

5. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УМЗ СПЛАВОВ

ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ.

5.1. Повышенная пластичность в магнитных сплавах.

5.2. Сверхпластичность в титановых сплавах ВТ1-0 и ВТ6.

5.3. Краткие выводы по главе 5.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ УМЗ СПЛАВОВ.

6.1. Сплавы для постоянных магнитов.

6.2. Титановые сплавы для медицины и крепежа.

6.3. Краткие выводы по главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и физико-механические свойства ультрамелкозернистых металлов и сплавов в метастабильных состояниях»

Актуальность работы. Одной из фундаментальных задач физического металловедения является разработка научных основ создания новых металлических материалов и перспективных технологий, обеспечивающих прогресс науки и техники. Высокий уровень и различное сочетание физических и механических свойств материалов должны отвечать возрастающим эксплуатационным и технологическим требованиям. Новым направлением на этом пути является создание материалов с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой. По сложившейся терминологии под УМЗ структурой принято понимать структуру в металлах и сплавах с размером зерен около 1 мкм и менее. В последние годы различают также субмикрокристаллическую (0.1-1 мкм) и нанокристаллическую (менее 100 нм) структуры. Экспериментальные и теоретические исследования структуры и свойств во многом подготовили происходящий сейчас прорыв в области создания новых УМЗ материалов [112]. Такие материалы стали незаменимыми объектами металловедческих и физических исследований и одновременно практически важными для многих областей промышленности. Физико-механические свойства УМЗ материалов по сравнению с аналогичными по химическому составу, но крупнозернистыми, оказываются существенно различными. В таких материалах обнаружены интересные физические эффекты: пластичность в хрупких керамиках [1], сверхпрочность в соответствие с уравнением Холла-Петча [6, 7], низкотемпературная и высокоскоростная сверхпластичность [8, 9], магнитное межзеренное обменное взаимодействие, вызывающее повышенную остаточную намагниченность и коэрцитивную силу [5] в магнитных материалах, аномально высокий коэффициент диффузии [10]. УМЗ сплавы являются перспективными материалами для получения высококоэрцитивных магнитных материалов и высокопрочных изделий сложной формы в условиях сверхпластической деформации.

Однако, несмотря на очевидные успехи в области исследования и практического освоения УМЗ материалов и большое число публикаций по этой теме, представленных в последних обзорах [11-12], многие важные вопросы в этой области знаний требуют дальнейших исследований. Прежде всего, это относится к проблеме получения УМЗ материалов. Первоначально для этого наибольшее распространение получили газовая конденсация с последующим компактированием [1,2] и шаровой размол с последующей консолидацией [14]. На этих образцах были начаты систематические исследования структуры и физико-механических свойств чистых металлов и твердых растворов. Вместе с тем, до сих пор еще остаются проблемы в получении УМЗ материалов данными методами в связи с сохранением в них некоторой остаточной пористости и примесей, которые влияют на результаты измерений различных физико-механических свойств и их интерпретацию. Кроме того, эти методы сталкиваются с проблемой изготовления объемных образцов и объективной оценкой макроскопических механических и магнитных характеристик.

Многие из упомянутых проблем могут быть преодолены путем формирования в материалах УМЗ структуры за счет использования интенсивной пластической деформации (ИПД), то есть деформирования до больших степеней при относительно низких температурах (обычно меньше 0.30.4 ТПЛ,К) в условиях высоких приложенных давлений [12, 14, 15]. Основой для развития этого подхода послужили хорошо известные способы значительного измельчения структуры после воздействия больших степеней деформации, в частности путем прокатки и волочения [18-20]. К достоинству метода интенсивной пластической деформации можно отнести также формирование объемных образцов наноструктурных материалов в различных металлах, сплавах и интерметалл идах. К настоящему времени разработано несколько механических схем реализации этого метода. К ним, в частности, относятся деформация кручением (ДК) под высоким давлением, равноканально-угловое (РКУ) прессование й всесторонняя ковка. Метод ИПД кручением уже был успешно использован для измельчения структур до размеров зерен около 20 нм, а также для консолидации порошков в различных металлах и сплавах [14-17, 21-31]. В еще одной работе [22], была предложена схема РКУ прессования для V многократной деформации массивных заготовок без изменения поперечного сечения образца. При этом было показано, что в образцах накапливается высокая степень деформации в результате сдвига в плоскости пересечения каналов. В дальнейшем метод РКУ прессования был развит для получения ультрамелкозернистых структур с преимущественно болыпеугловыми границами зерен [3, 14, 23].

С другой стороны, структура образцов, подвергнутых ИПД, характеризуется не только малым размером зерен и высокоугловыми разориентировками соседних зерен, но и такими структурными особенностями, как повышенный уровень внутренних упругих напряжений, значительные микроискажения кристаллической решетки, высокая плотность решеточных и зернограничных дислокаций [3, 32-36]. Особую роль в УМЗ сплавах должны играть химическая неоднородность и степень неравновесности фазового состава и границ зерен, которые вносят заметный вклад в отклонение сплава от равновесного состояния в целом. С увеличением протяженности границ зерен в УМЗ сплавах, термодинамическая неравновесность возрастает, и особенно заметно, в многокомпонентных системах, в которых топологический и концентрационный порядок нарушается, прежде всего, на межфазных границах. Такие термодинамически неравновесные сплавы принято называть метастабильными, подразумевая под этим, что сплав находится в состоянии с локальным (не абсолютным) минимумом свободной энергии [37]. Именно в метастабильных УМЗ сплавах, полученных при экстремальных внешних воздействиях, ожидается появление новых необычных свойств, вызванных как малым размером зерен, так и степенью неравновесности фазового и химического состава в теле зерен и на их границах. Конкуренцией процессов изменения системы под действием внешних факторов (температуры, давления, и др.) и самопроизвольной релаксации будет определятся конечная структура и свойства УМЗ сплава. Предполагается, что время релаксации исследуемых систем значительно превышает время эксперимента.

Другим важным аспектом в данной проблеме является выбор исследуемых систем. К моменту постановки настоящей работы (1986-87 гг.), область материалов, к которым относились отдельные публикации, посвященные ИПД кручением, была в основном ограничена чистыми металлами (медь, никель) [15, 16] или однофазными твердыми растворами на их основе (А1-Си-2г) [30]. Это, безусловно, сдерживало дальнейший прогресс в исследованиях и применении УМЗ материалов. Оставались неясными многие особенности, связанные с формированием УМЗ структуры и свойств в более сложных системах - в гетерофазных сплавах с двумя и более компонентами различной природы. Особенно это становится актуальным в наши дни, когда основу разработки новых классов перспективных материалов составляет конструирование и создание метастабильных, неоднородных по фазовому и химическому составу и свойствам структур. Это в равной степени относится к материалам как конструкционного, так и электротехнического назначения. Недавние исследования нанокристаллов хорошо изученного и имеющего огромное значение для развития современной техники интерметаллического соединения Ш2Ре14В [38] указывают на возможность расширения области гомогенности промежуточных фаз в неравновесном состоянии. Однако, неясно какие условия необходимы для экспериментального наблюдения этого явления. В приведенном примере важнейшее значение имеют исследования магнитных свойств на образцах с магнитным порядком в основном состоянии. Именно эти исследования во многих случаях позволяют сделать заключение о гомогенности или же гетерофазности материалов. До сих пор специфика магнитной структуры нанокристаллов в приведенных выше примерах остается до конца непонятной.

В титане и его сплавах чрезвычайно важной остается проблема получения высокопрочных состояний с повышенным сопротивлением усталостному разрушению. Разработка принципов формирования необходимых наноструктурных состояний с использованием интенсивной пластической деформации может стать основой для дополнительного структурного упрочнения титановых сплавов.

В алюминиевых сплавах, подверженных естественному или искусственному старению, этот эффект может быть значительно усилен за счет измельчения структуры до нанометрового диапазона. Кроме того, в термически неупрочняемых алюминиевых сплавах с несмешиваемыми компонентами, ИПД может влиять на характер взаимодействия компонентов и приводить к появлению новых эффектов упрочнения или разупрочнения. Примерами других метастабильных материалов с наноструктурой могут служить металлические стекла, нанокристаллы, дисперсионно твердеющие композиции и пересыщенные твердые растворы. Помимо характерного масштаба структуры эти материалы объединяет то, что они являются неупорядоченными и метастабильными неоднородными системами. Фазовые превращения в них, соответствующие равновесным диаграммам состояния, подавляются либо изменяются.

Начиная с 1987 года, под руководством профессора Р.З. Валиева были развернуты систематические исследования наноструктурных материалов, полученных методом ИПД, обобщенные в первой монографии [12]. Развитие этих работ шло по нескольким научным направлениям.

В одном из них [3, 36], основное внимание было уделено мессбауэровским исследованиям, а также изучению упругих свойств и внутреннего трения в чистых металлах, подвергнутых ИПД. Во втором направлении [32, 33], были выполнены систематические работы по рентгеноструктурному анализу наноструктурных меди и никеля. При этом был обнаружен высокий уровень упругих деформаций в наноструктурных образцах, а также повышенные значения атомных смещений из положения равновесия в узлах кристаллической решетки. В третьем направлении [39, 40] основное внимание было уделено общему теоретическому описанию структуры и свойств дислокационных ансамблей в границах зерен и развитию модельных представлений о неравновесных границах зерен. Еще два направления работ по УМЗ материалам были связаны с изучением фундаментальных магнитных свойств (температуры магнитных фазовых переходов и магнитострикции) редкоземельных металлов [41, 42] и структурой индивидуальных границ зерен в чистых металлах [43].

Вместе с тем, важной задачей научного направления, представленного настоящей диссертацией, является экспериментальное исследование метастабильных наноструктурных сплавов с целью разработки основных принципов создания высокопрочных и высококоэрцитивных состояний в них и определения роли структуры и фазового состава в проявлении необычных физико-механических свойств.

В качестве материалов для исследований были выбраны алюминиевые термически упрочняемый и неупрочняемый сплавы (системы АХ-Ъп-Схх-Ш^-Ъг и А1-Ре(2г), титановые сплавы (однофазный ВТ 1-0 и двухфазный ВТ6) и магнитотвердые сплавы (на основе твердых растворов в системе Ре-Сг-Со, интерметаллидных соединений в системах Мп-А1-С и Л-Ре-В) (табл. 1.1). Выбор этих систем не был случайным. С одной стороны он определялся тем, что выбранные системы являются реальными и типичными представителями соответствующих классов материалов с принципиально разным типом равновесных диаграмм состояния, и ожидалось, что полученная информация о структуре и свойствах будет достаточно общей для сплавов разного типа. С другой стороны, выбранные системы являются чрезвычайно перспективными с точки зрения научного и практического использования.

Таблица 1.1. МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Класс материалов Основной компонент сплава Химический состав (вес. %) и обозначение сплава Природа сплава

Магнито-твердые сплавы Марганец Мп7оА129,5Со,5 Интерметаллидная т-фаза (метастаб.)

Железо Ре62Сг23Со15 (ХК15) Ре47СгзоСо2з (ХК23) Твердый р-р (а + у) Твердый р-р (у + а)

ЫёпРеууВю - стехиометрический Б^БенВ + а-Ре

РггоРеуз^БзСи! 5-застехиометрический К2Ре14В + Я - фаза

Конструкционные сплавы Алюминий А189.4гпб!1Мё2,8Си12г0)037 (01959) твердый раствор

А1-(2-11%)Ре (гг) Эвтектика

Титан примеси <0.1% (ВТ 1-0) ГПУ-Т1

Ть6%А1-4%У (ВТ6) твердый р-р (а+Р)

10

В этой связи в настоящей работе впервые представлены результаты комплексного изучения структуры, механических и магнитных свойств конструкционных и магнитотвердых сплавов с УМЗ структурой, полученных методами интенсивной пластической деформации. Поскольку при повышенных температурах в УМЗ материалах наблюдаются релаксационные процессы, связанные с возвратом дефектной структуры границ, ростом зерен и фазовыми превращениями, важной задачей являлось также изучение эволюции структуры, механического и магнитного поведения при нагреве УМЗ материалов.

Таким образом, актуальность темы диссертации определяется как необходимостью более глубокого понимания и регулирования процессов формирования УМЗ структуры и свойств в метастабильных сплавах в процессе воздействия ИПД, так и широкими перспективами использования этих материалов в различных областях науки и техники.

Решение перечисленных проблем потребовало развития нового научного направления на стыке физики и механики твердого тела и металловедения -исследование структуры и свойств УМЗ метастабильных сплавов, полученных интенсивной пластической деформацией.

Цель работы состоит в установлении особенностей структурно-фазовых превращений, закономерностей формирования физико-механических свойств, выяснении физической природы метастабильных состояний в УМЗ сплавах, полученных интенсивной пластической деформацией, и разработке на этой основе новых материалов электротехнического и конструкционного назначения.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Сравнительный анализ различных деформационно-термических методов получения объемных метастабильных УМЗ сплавов (горячей деформации, быстрой закалки и интенсивной пластической деформации).

2. Изучение особенностей формирования структуры в процессе интенсивной пластической деформации в сплавах с различной природой компонентов.

3. Исследование эволюции структуры и фазового состава деформированных сплавов при нагреве методами просвечивающей электронной и Оже-спектрометрии, дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгеноструктурного и термомагнитного фазового анализов.

4. Экспериментальное изучение фундаментальных и гистерезисных магнитных характеристик в УМЗ ферромагнитных сплавах в деформированном состоянии.

5. Выяснение роли исходного фазового состава и влияния режимов термической обработки на формирование высококоэрцитивного состояния в сплавах системы Ш(Рг)-Ре-В.

6. Изучение механического поведения УМЗ сплавов при статическом и циклическом нагружении при комнатной температуре.

7. Исследование механического поведения наноструктурных сплавов при повышенных температурах.

8. Определение областей практического применения УМЗ метастабильных сплавов.

Научную и практическую значимость работы составляют:

1. Режимы и схемы получения массивных УМЗ сплавов с размером зерен в интервале 0.08 - 1 мкм с использованием методов быстрой закалки, горячей деформации и ИПД.

2. Закономерности формирования высокопрочного высококоэрцитивного состояний в сплавах различных систем.

3. Комбинированные методы получения высокопрочных состояний в титановом сплаве ВТ 1-0 (сочетание РКУ прессования и ТМО) с уровнем прочности ав = 1150 МПа и пределом выносливости ст1 = 500 МПа на базе

2x107 циклов и в сплаве А1-5%Ре (сочетание быстрой закалки и ИПД) с уровнем прочности около 750 МПа. 4. Способы получения объемных постоянных магнитов (сплавы систем Мп-А1-С, Ре-Сг-Со и Я-Ре-В) и медицинских имплантантов (сплав ВТ 1-0) с УМЗ структурой и повышенным уровнем гистерезисных и прочностных свойств.

Достоверность результатов и выводов обеспечивается использованием современных методов структурного анализа и исследования физико-механических свойств, сравнением, где это возможно, с литературными данными теоретических и экспериментальных исследований, практическим использованием и патентоспособностью разработанных материалов.

Актуальность темы подтверждается и тем, что она связана с выполнением планов работ по:

1. Федеральной целевой программе «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы», проект «Развитие учебно-научного межведомственного комплекса "Конструкционные наноструктурные материалы: получение, исследование и применение" (контракт # 2.1.-80А)»

2. Государственной научно-технической Программе на 1997-98 "Новые материалы". Проект "Высокопрочные материалы с нанокристаллической структурой на основе А1, Ре и /П сплавов, обладающих повышенной прочностью и вязкостью".

3. Региональной программе на 1993-2000 г. " Научно-технические проблемы социально-экономического развития республики Башкортостан", проект "Разработка научных основ технологии получения новых материалов с контролируемой поликристаллической структурой".

4. Межвузовской программе "Экспортные технологии и международное научное сотрудничество", проект "Нанокристаллические материалы".

5. Договорам между Уфимским государственным авиационным техническим университетом и Лос-Аламосской национальной лабораторией, США.

6. Гранту РФФИ № 98-02-17249 "Неравновесные структурные состояния сплавов на основе интерметаллида Nd2Fei4B".

Научная новизна. Впервые, используя методы ИПД, получены и систематически исследованы метастабильные УМЗ состояния на широком круге промышленных сплавов на основе титана, алюминия и интерметаллидного соединения R2Fei4B.„ Изучены эволюция структуры и формирование магнитных и механических свойств в процессе деформации и нагрева. Полученные результаты использованы для формирования высокопрочных и высококоэрцитивных состояний в титановых сплавах и сплавах системы R-Fe-B, соответственно. Достигнуты рекордные значения кратковременной и усталостной прочности в титановом сплаве ВТ1-0. Обнаружен сильный эффект старения, связанный с образованием и распадом пересыщенных твердых растворов в термически неупрочняемом наноструктурном сплаве Al-Fe с несмешиваемыми компонентами. Разработаны технологические схемы получения объемных полуфабрикатов для промышленного изготовления постоянных магнитов и медицинских имплантов.

Выполненные исследования позволили сформулировать ряд результатов и положений, которые являются новыми и выносятся на защиту.

1. Зависимости формирования метастабильных УМЗ состояний в титановых (ВТ 1-0 и TÍ-6A1-4V), алюминиевых (Al-Zn-Cu-Mg-Zr, Al-Fe) и магнитотвердых сплавах (Mn-Al-C, Fe-Cr-Co и Fe-Nd(Pr)-B) от режимов и сопособов ИПД.

2. Результаты исследования особенностей формирующейся УМЗ структуры в сильнодеформированных сплавах с различным характером взаимодействия компонентов (механическая смесь, твердый раствор, интерметаллидные соединения): экспериментальное обнаружение образования пересыщенных твердых растворов в системах с ограниченной растворимостью (или ее отсутствием); частичной аморфизации сплавов на интерметаллидной основе в процессе ИПД, а также сильного эффекта измельчения структурных составляющих при последующем нагреве.

3. Результаты исследования эволюции структуры и фазового состава при нагреве деформированных сплавов систем R-Fe-B, Al-Fe, Ti-Al-V, распадом пересыщенных твердых растворов, нанокристаллизацией, возвратом и рекристаллизацией.

4.Результаты изучения влияния ИПД и последующего отжига на фундаментальные и гистерезисные магнитные свойства ферромагнитных сплавов разных систем (интерметаллиды, твердые растворы) и фазового и химического состава.

5. Особенности формирования высококоэрцитивных состояний и роль фазового состава в стехиометрическом и застехиометрическом сплавах системы R-Fe-B.

6. Закономерности механического поведения при статическом и циклическом нагружении при комнатной температуре и определение факторов, ответственных за формирование высокопрочного состояния в УМЗ титановых и алюминиевых сплавах (режимы ИПД, размер зерен, текстура, эффект старения)

7. Особенности механического поведения при повышенной температуре в сплавах, подвергнутых ИПД. Обнаружение явлений повышенной пластичности в магнитных сплавах и высокоскоростной сверхпластичности в титановом сплаве ВТ6.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Столяров, Владимир Владимирович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В работе проведены комплексные исследования физико-механических свойств метастабильных УМЗ металлов и сплавов, полученных интенсивной пластической деформацией. Данные сплавы являются метастабильными вследствие образования в них неравновесных фаз, пересыщенных твердых растворов и аморфизации. Метастабильные состояния при нагреве проявляют эффекты старения, распада, кристаллизации и другие фазовые превращения, демонстрируя уникальные механические и магнитные свойства. В целом, проведенные исследования являются развитием нового научного направления -исследование структуры и свойств УМЗ метастабильных металлов и сплавов, полученных интенсивной пластической деформацией - и позволяют сделать следующие выводы:

1. Показано, что интенсивная пластическая деформация является уникальным методом получения УМЗ метастабильных сплавов, сочетающем в себе одновременно такие преимущества, как однородность и измельчение структуры до нанометрового диапазона (80-100 нм), значительное изменение фазового состава. Впервые, используя метод РКУ прессования, получены объемные образцы УМЗ труднодеформируемых сплавов на основе алюминия (Al-5%Fe), титана (ВТ1-0), интерметаллидного соединения Nc^Fe^B.

2. Исследовано формирование УМЗ структур в сплавах различной природы: твердые растворы (ВТ 1-0, ВТ6, Fe-Cr-Co, Al-Zn-Cu-Mg-Zr); интерметаллические соединения (Mn-Al-C, Fe-Nd(Pr)-B); эвтектика (Al-Fe). Установлено, что структурное состояние и фазовый состав исходного сплава, а также режимы ИПД определяют степень измельчения структурных составляющих, степень пересыщения твердых растворов, кинетику и температуры фазовых превращений при нагреве.

3. Показано, что УМЗ структура сплавов, формирующаяся в процессе ИПД, принципиально отличается от таковой, полученной другими методами, например, быстрой закалкой или термомеханической обработкой. Основными отличиями являются повышенная неравновесность структуры и фазового состава, высокий уровень внутренних напряжений, сильная кристаллографическая текстура сплавов и пониженная термическая стабильность. Для дисперсионно - стареющих сплавов (Al-Fe) термическая стабильность повышается в процессе старения.

4. ИПД кручением инициирует в сплавах фазовые превращения, характер которых определяется природой сплава:

- в системах на интерметаллидной основе - распад метастабильной ферромагнитной фазы на немагнитные равновесные фазы (Мп-А1-С); аморфизация и образование пересыщенного твердого раствора на основе ОЦК - железа (Fe-Nd(Pr)-B);

- в твердых растворах - повышение растворимости легирующих элементов (Al-Zn-Cu-Mg-Zr);

- в не смешиваемых эвтектических системах — образование пересыщенных твердых растворов (А1-5-11 %Fe).

5. Нагрев интенсивно деформированных сплавов сопровождается эндотермическими и экзотермическими реакциями, связанными со структурной релаксацией (снятие напряжений в границах зерен, рекристаллизация, рост зерен) и фазовыми превращениями (растворение, выделение, аллотропия).

6. Магнитное поведение метастабильных УМЗ сплавов с различной природой ВКС и характером взаимодействия компонентов определяется степенью неравновесности структуры и фазового состава до и после ИПД. Особая роль принадлежит размеру зерен, а также межфазным и межзеренным границам, определяющим механизм перемагничивания и уровень фундаментальных и гистерезисных свойств. Наиболее высоко коэрцитивное состояние в сплаве на основе соединения R^Fe^B, полученное сочетанием ИПД и низкотемпературного отжига, соответствует УМЗ структуре, в которой размер зерен магнитной фазы близок к размеру абсолютной однодоменности, а избыточная фаза является парамагнитной и располагается в виде изолирующих прослоек между зернами.

7. Обнаружено и экспериментально доказано существование максимума на кривых "свойство-деформация" для сильнодеформированных сплавов системы R-Fe-B. Подобный вид зависимости Нс(ф) и стг(ф) связан с конкуренцией процессов измельчения структуры, повышающих гистерезисные свойства на начальном этапе деформации, и процессами распада основной магнитотвердой фазы на магнитомягкие фазы при высоких степенях деформации, понижающих Нс и стг.

8. Разработаны основные структурные принципы формирования высокопрочных и высококоэрцитивных состояний в УМЗ сплавах различной физической природы, реализация которых позволила достичь:

- прочности при растяжении в сплавах ВТ 1-0 (более 1100 МПа) и ВТ6 (более 1500 МПа), многократно превышающей уровень соответствующих крупнозернистых аналогов;

- рекордной величины усталостной прочности в технически чистом титане на базе 2x10 циклов (a.i= 500 МПа), что соответствует уровню высокопрочных титановых сплавов;

- высокой коэрцитивной силы (Нс = 2240 кА/м) в сплаве на основе соединения R2Fei4B, приближающейся к уровню быстрозакаленных сплавов.

9. В термически неупрочняемых алюминиевых сплавах системы Al-Fe, подвергнутых ИПД и последующему нагреву, обнаружен эффект старения, сопровождающийся значительным повышением микротвердости и прочности (ств = 750 МПа). Использование при этом комбинированной обработки, сочетающей быструю закалку и ИПД, повышает эффект старения.

10. Все исследованные сплавы в УМЗ состоянии проявляют при нагреве повышенную деформационную способность (ВТ1-0, Al-5%Fe, МП70А129.5С0.5) или сверхпластичность (ВТ6, Х23К15, Х30К23). На примере титанового сплава ВТ6 показано, что материалы с УМЗ структурой, полученной ИПД, имеют отличительные особенности в сверхпластическом поведении по сравнению с микрозернистыми аналогами: их температура проявления сверхпластичности совпадает с микроструктурной нестабильностью при нагреве; они демонстрируют значительное деформационное упрочнение и высокие напряжения течения; снижение минимальной температуры и повышение оптимальной скорости сверхпластической деформации.

11. Используя структурные принципы формирования высокопрочных и высококоэрцитивных состояний в УМЗ промышленных сплавах, разработаны методы получения новых материалов на основе титана, алюминия и соединения R2Fei4B и определены области их применения в медицине (имплантанты), авиационной технике (крепеж) и электротехнической промышленности (постоянные магниты).

Автор глубоко благодарен своим коллегам за ценные дискуссии и полезные замечания. В процессе выполнения диссертационной работы автор тесно взаимодействовал как с сотрудниками ИФПМ УГАТУ, так и с коллегами из других научных коллективов, что отражено в списке совместных статей. Особая благодарность сотрудникам, с которыми проводились большинство экспериментальных работ и подготовка публикаций: Александрову И.В.,

Исламгалиеву Р.К., Латышу В.В., Раабу Г.И., Шестаковой J1.0.,

Сошниковой Е.П., Гундерову Д.В., Жарикову А.И., Салимгарееву Х.Ш., а также научному консультанту проф. Валиеву Р.З. за постоянную помощь и внимание в подготовке диссертационной работы.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ИПД - интенсивная пластическая деформация

ДК - деформация кручением

РКУ - равноканально-угловое прессование

УМЗ - ультрамелкозернистый

ГЗ - границы зерен

АФГ - антифазные границы

ТМО - термомеханическая обработка

ИТМО - изотермическая термомагнитная обработка

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

ЭБ - эффект Баушингера

СП - сверхпластичность

БЗ - быстрозакаленный

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Столяров, Владимир Владимирович, 2000 год

1. GleiterH., Nanocrystalline Materials, Progr.Mater.Sci., 33, 1989,223р.

2. Gleiter H., Materials with ultrafine-grained microstructures retrospectives and perspectives, Nanostructured materials, 1, 1992, p.1 -19.

3. Valiev R.Z., Korznikov A.V., Mulyukov R.R. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation, Mat.Sci.Eng., A168, 1993, p.141-148.

4. Valiev R.Z. Approach to nanostructured solids through the studies of submicron grained polycrystals, Nanostructured materials, 6, 1995, p.73-82.

5. Gandopadhay S., Hadjipanayis G.C., Dale В., Sorensen C.M., Klabunde K.J. Magnetism of ultraflne particles, Nanostructured materials, 1, 1992, p.77-81.

6. Weertman J. Mechanical properties of nanocrystalline materials, Mater. Sci. Eng., A166, 1993, p.161-171.

7. Valiev R.Z. Structure and mechanical properties of ultrafine-grained metals, Mat.Sci.Eng., A234-236, 1997, p.59-66.

8. Nieh T.G., Wadsworth J., Sherby O.D. Superplasticity in Metals and Ceramics, Cambridge. Univer. Press., 1997, p.290.

9. Valiev R.Z. Superplasticity in nanocrystalline metallic materials, Mater. Sci. Forum, 243-245, 1997, p.207-216.

10. Валиев P.3., Кайбышев О.А., Кузнецов П.Н., Мусалимов Р.Ш., Ценев Н.К. Низкотемпературная сверхпластичность металлических материалов, ДАН СССР, 301, 1988, с.864-866.

11. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства, Екатеринбург: УРО РАН, 1998, 198 с.

12. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией, Москва, "Логос", 1999,320с.

13. Jang J., Koch С.С. Amorphization and disordering of the №зА1 ordered intermetallic by mechanical milling, J.Mater. Res., 5, 1990, p. 498-509.

14. Ultrafine-Grained Materials Produced by Severe Plastic Deformation, Special issue, Ed. by R.Z. Valiev, Ann. Chim. Fr., 21, 1996, 369 p.

15. Смирнова H.A., Левит В.И., Пилюгин В.П., Кузнецов Р.И., Давыдова JI.C., Сазонова В.А. Эволюция структуры гцк монокрсталлов при больших пластических деформациях, ФММ, 61,1986, с. 1170-1177.

16. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.П., Кузнецов Р.И., Дегтярев М.В. Особенности низкотемпературной рекристаллизации никеля и меди, ФММ, 62, 1986, с.566-570.

17. Валиев Р.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультрамелкозернистых металлов и сплавов, ФММ., 85, 1998, с. 161-178.

18. Langford G., Cohen М. Microstructure of Armco-iron subjected to severe plastic drawing Trans. ASM 82, 1969, p.623-632.

19. Павлов В.А., Антонова O.B., Адаховский А.П., Куранов А.А., Алябьев В.М., ДерягинА.И. Механические свойства и структура металлов и сплавов с предельно высокой степенью пластической деформации, ФММ, 58, 1984, р.177-184.

20. Рыбин В.В. Большие деформации и разрушение, М.: Металлургия, 1987, 260с.

21. Mishin О.V., Gertsman V.Yu., Valiev R.Z., Gottstein G. Grain boundary distribution and texture in ultrafine-grained copper produced by severe plastic deformation, Scripta Mater., 35, 1996, p.873-878.

22. Сегал B.M., Резников В.И., Дробышевский A.C., Копылов В.И. Пластическая обработка металлов простым сдвигом, Металлы, 1, 1981, с. 115-123.

23. Segal V.M. Materials processing by simple shear, Mat.Sci.Eng., A197, 1995, p.157-164.

24. Ferrasse S., Segal V.M., Hertwig K.T., Goforth R.E. Microstructure and properties of copper and aluminium alloy 3003 heavely worked by equalchannel angular extrusion, Metallurgical and Materials Transactions, 28A, 1997, p. 1047-105 8.

25. Ywahashi Y., Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G. An investigations of microstructural evolution during equal-channel angular pressing, Acta Mater., 45, 1997, p.4733-4742.

26. Mabuchi M., Iwahashi H., Yanase K., Higashi K. Low temperature superplasticity in an AZ91 magnesium alloy processed by ECAE, Scripta mater., 36 (6), 1997, p.681-686.

27. Valiev R.Z., Mishra R.S., Grosa J., Mukherjee A.K. Processing of nanostructured nickel by severe plastic deformation consolidation of ball-milled powder, Scripta Materials, 34, 1996, p.1443-1448.

28. Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials processed by severe plastic deformation, Progr. Mater. Sci. 45,(2000), 103p.

29. Valiev R.Z., Kozlov E.V., Ivanov Yu.V., Lian J., Nazarov A.A., Baudelet B. Deformation behaviour of ultrafine grained copper. Acta Metal. Mater.42, 1994, p.2467-2475.

30. Valiev R.Z., Salimonenko D., Tsenev N., Berbon P., Langdon T. Observations of high strain rate superplasticity in commercial aluminum alloys with ultrafine grain sizes, Scripta Mater., 37, 1997, p.724-729.

31. Shen H., Li Z., Gunther В., Korznikov A.V., Valiev R.Z. Influence of powder consolidation methods on the structural and thermal properties of nanophase Cu-50wt%Ag alloy, Nanostructured Materials, 6, 1995, p.385-388.

32. Александров И.В., Валиев Р.З. Исследование нанокристаллических материалов методами рентгеноструктурного анализа, ФММ, 77, 1994, с. 77-87.

33. Александров И.В. Развитие и применение методов рентгеноструктурного анализа для исследования структуры и свойств ультрамелкозернистых материалов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Уфа, 1997, 34с.

34. Islamgaliev R.K., Chmelik F., Kuzel R. Thermal stability of submicron grained copper and nickel, Mat.Sci.Eng., A237, 1997, p.43-49.

35. Валиев P.3., Мусалимов Р.Ш. Высокоразрешающая электронная микроскопия нанокристаллических материалов, ФММ, 78, 1994, с. 114-121.

36. Мулюков P.P. Структура и свойства субмикрокристаллических металлов полученных интенсивной пластической деформацией. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Москва, 1996, 31с.

37. Ефимов Ю.В., Варлимонт Г., Мухин Г.Г. и др. Метастабильные и неравновесные сплавы, Под ред. Ефимова Ю.В., М.: Металлургия, 1988, 383с.

38. Столяров В.В., Попов А.Г., Гундеров Д.В., Гавико B.C., Корзникова Г.Ф., Ермоленко А.С., Валиев Р.З. Влияние интенсивной пластической деформации на структуру и магнитные свойства сплава Pr-Fe-B-Cu, ФММ, 2,1997,с.173-178.

39. Назаров А.А. Неравновесные ансамбли дислокаций в границах зерен и их роль в свойствах поликристаллов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Уфа, 1998, 34с.

40. Nazarov А.А., Romanov А.Е., Valiev R.Z. On the structure, stress fields and energy of non-equilibrium grain boundaries, Acta Met.Mater., 41, 1993, p.1033-1040.

41. Мулюков Х.Я. Магнитные свойства магнитоупорядоченных металлов и сплавов с субмикрокристаллической структурой. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Уфа, 1998,31с.

42. Mulyukov Kh.Ya., Khaphizov S.B., Valiev R.Z. Grain boundaries and saturation magnetisation of submicron grained nickel, Phys. Stat. Sol., (a) 133, 1992, p. 447-454.

43. Исламгалиев P.K. Границы зерен и физические явления в наноструктурных материалах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Уфа, 1999, 33с.

44. Кайбышев O.A. Сверхпластичность промышленных сплавов, М., Металлургия, 1984, 264 с.

45. Сверхмелкое зерно в металлах. Пер. с англ./Под ред. Л.К.Гордиенко, М.: Металлургия, 1973, 383 с.

46. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов, М., Металлургия, 1978,568 с.

47. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов, т.2, М. Металлургия, 1968.

48. Birringer R., Gleiter H. in R. W. Cahn (ed.), Encyclopedia of Materials Science and Engineering, Supplements I, Pergamon, Oxford, 1988, p. 339.

49. Koch C.C., Cho Y.S. Nanostruct. Mater., 1, 1992, p. 207.

50. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов, M., Металлургия, 1978,392с.

51. Шангуров A.B., Уймин М.А., Ермаков А.Е., Колмогоров В.А,, Щипанов

52. A.A., Буркин С.П. Исследование механических свойств сплавов системы Mn-Al-C, Известия ВУЗов, Черная Металлургия, 4, 1983, с.47-50.

53. Равдель М.П., Веллер М.В., Коняев Ю.С. Влияние деформации на структуру и свойства высококоэрцитивных сплавов Мп-А1. Изв. АН СССР, Металлы, 1, 1974, с.189-194.

54. Шангуров A.B., Уймин М.А., Ермаков А.Е., Тейтель Е.И. Динамическая рекристаллизация, сверхпластичность и магнитные свойства сплава Мп-А1-С, Физика металлов и металловедение, 61, Вып. 5,1986, с. 884.

55. Валиев Р.З., Кайбышев O.A., Казыханов В.У., Корзников A.B., Столяров

56. B.В. Структура и деформационная способность сплава MnAlC в ферромагнитном состоянии, Изв.Вуз. Черная металлургия, 9, 1987, с.84-89.

57. Валиев Р.З., Салимгареев Х.Ш., Столяров В.В. Исследование и разработка технологии получения постоянных магнитов системы Mn-Al-С с использованием эффекта сверхпластичности, Кузнечно-штамповочное производство, 8, 1986, с. 14-16.

58. Столяров В.В., Валиев Р.З., Нурисламов А.Х., Файзирахманов P.M. Анизотропные постоянные магниты из сплава Mn-Al-С, Информационный листок о научно-техническом достижении, N 87-21, 1986.

59. Кайбышев О.А. Пластичность и сверхпластичность металлов, М., Металлургия, 1975, 280 с.

60. Nozieres J.P., Perrier de la Bathie, Gavienet I. A novel process for rare earth-iron-boron permanent magnets preparation, J.de Phys., 49, 1988, C8, p.667-668.

61. Столяров B.B., Корзникова Г.Ф., Сазонов C.H., Файзирахманов P.M., Валиев Р.З. Структура и магнитные свойства горячепрессованного сплава системы Fe-Nd-B, ФММ, 5, 1991, с.53-57.

62. Столяров В.В., Мулюков Х.Я., Корзникова Г.Ф. Кинетика кристаллизации и формирование высококоэрцитивного состояния быстрозакаленных лент из сплава Fe-Nd-B, Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по постоянным магнитам, Суздаль, 1988, с.52.

63. Манаков Н.А., Корзникова Г.Ф., Столяров В.В., Толмачев В.В. Дисперсность микроструктуры и гистерезисные свойства быстрозакаленных сплавов FeNdB, ФММ, 6, 1991, с.109-113.

64. Бриджмен П. В. Поведение металлов в условиях высоких давлений, М.гТехиздат, 1936.

65. Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрушения, М.: Иностранная литература, 1955, 444с.

66. Валиахметов О.Р., Галеев P.M., Салищев Г.А. Механические свойства титанового сплава ВТ8 с субмикрокристаллической структуройю ФММ, 10, 1990, с. 204-206.

67. Kaibyshev О., Kaibyshev R., Salischev G. Formation of submicrocrystalline structure in materials during dynamic recrystallization. Mater. Sei. Forum, 1993, v.l 13-115, p. 423-428.

68. Салищев Г. А., Валиахметов O.P., Галеев P.M., Малышева С.П. Формирование субмикрокристаллической структуры в титане при пластической деформации и ее влияние на механические свойства. -Металлы, 1996, 4, с.86-91.

69. Мурзинова М.А. Формирование УМЗ структуры в сплавах титана при деформации с использованием обратимого водородного легирования. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа, 1999, 23с.

70. Ильин A.A. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах.-М.: Наука, 1994, 304с

71. Валиев Р.З., Корзников A.B., Мулюков P.P. Структура и свойства субмикрозернистых материалов, ФММ, 4, 1992, с.71-94.

72. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Ф. Теория прессования металлов. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1975, 447 с.

73. Segal V.M. Equal channel angular extrusion: from macromechanics to structure formation. Mater.Sci & Eng. A271, 1999, p.322-333.

74. Слобода B.H., Латыш B.B., Столяров B.B., Рааб Г.И., Ценев H.K. Устройство для обработки металлов давлением, 1999, Патент № 2128095.

75. Utyashev F.Z., Enikeev F.U., Latush V.V. Comparison of deformation methods for ultrafine-grained structure formation, Ann.Chim.Fr., 21, 1996, p.379-389.

76. Hindrick G. Zs.Anorg.Chem., 59,1908, p. 444.

77. Koster W., Wachtel E. Aufbau und magnetiche Eigenschaften der AluminiumMangan Legierungen mit mehr als 25 At% Mn. Zs. Metallkunde, 51, 1960, p. 271-280.

78. Власова Н.И., Кандаурова Г.С., Шур Я.С., Быханова H.H. Магнитные свойства и кристаллическая структура MnAl, Физика металлов и металловедение, 51, вып. 6, 1981, с. 1127-1166.

79. Салимгареев X.LLL, Ефимов О.Ю., Столяров В.В., Кайбышев P.O. Инструмент для получения прессованных изделий, преимущественно постоянных магнитов системы MnAlC, 1988, A.c. 1428481.

80. Кайбышев O.A., Валиев' Р.З., Столяров В.В., Корзников A.B., Нурисламов А.Х., Фролов O.K., Ефимов Ю.В., Миляев И.М., Салимгареев Х.Ш. Способ получения постоянных магнитов и устройство для его осуществления, 1988, A.c. 1452119.

81. Кайбышев O.A., Нурисламов А.Х., Валиев Р.З., Столяров В.В. Способ обработки магнитотвердых сплавов системы Мп-А1-С, 1989, A.c. 1476940.

82. Валиев Р.З., Корзникова Г.Ф., Столяров В.В., Дерягин А.И. Микроструктура и высококоэрцитивное состояние ферромагнитного сплава Мп7оА129.5Со.5, Изв.АН СССР, Металлы, 1, 1990, с. 99-103.

83. Хирш П., Хови А., Никлсон Р. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов, М.: Мир, 1968, с. 424.

84. Шур Л.С., Кандаурова Г.С., Быханова H.H., Соколовская Н.И. О магнитных свойствах высококоэрцитивного сплава Мп-А1 Исследования в области теоретического и прикладного магнетизма, Свердловск: Уральский политехнический институт, 1967, с.35-41.

85. Канеко X., Нисидзава Т., Хошма М. Исследование намагниченности т-фазы сплавов Мп-А1, Нихон Киндзоку гаккайси, 31, 1967, с. 1331-1336.

86. Кайбышев O.A., Валиев Р.З., Нурисламов А.Х., Столяров В.В. Влияние химического состава на структуру и механические свойства сплавов системы Mn- А1-С в магнитной области. МиТОМ, 10, 1988, с.52-54

87. Валиев Р.З., Корзникова Г.Ф., Столяров В.В., Дерягин А.И. Микроструктура и высококоэрцитивное состояние ферромагнитного сплава Mn70Al29.5C0.5- Изв.АНСССР, Металлы, 1, 1990, с.99-103.

88. Crunberg W., Jentzsch M. Beitrag zur Metallkunde ferromagnetischer Mn-Al-C, Legierungen, Neue Hütte, 4, 1986, p. 150-155.

89. Kubo Т., Ohtani Т., Kojima S. e.a. Machinable anisotropic permanent magnets of Mn-Al-C alloys, United States Patent, 1976, № 3 976 519.

90. Koon N.C., Das B.N., Rubinstein M.T., Tisson J. Magnetic properties of R2Fe14B single crystals, J. Appl. Phys., 57, 8,1985, p. 4091.

91. Sagawa M., Fujimura S., Tagawa N. a. o. New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe, J. Appl. Phys., 55, 6, 1984, p. 2083-2087.

92. Narasimhan K.S. et al. Iron-based rare earth magnets, J. Appl. Phys., 57, 8, 1985, p. 4081.

93. Croat J.J., Herbat J.F., Lee R.W., Pinkerton F.E. Pr-Fe and Nd-Fe based material. A new class high-performance permanent magnets, J. Appl. Phvs., 55,6, 1984, p. 2078-2082.

94. European patent, 1984, N0133758A2.

95. Mulukov X.Ya., Valiev R.Z., Korznikova G.F., Stolyarov V.V. The amorphous FeNdB alloy crystallization kinetics and high coercivity state formation, Phys.Stat.Sol(a), 112,1989, p. 137-143.

96. Пашков П.П., Покровский Д.В. Диаграмма состояния системы Fe-Nd-B и особенности структуры ее сплавов. Высокоэнергетические постоянные магниты и их применение в электротехнике, Труды ВНИИЭМ, М., 85, 1987, с. 93-120.

97. Abell J.S., Harris I.R. Modification of microstructure of Ndi5Fe77B8 alloy by controlled solidification, IEEE Trans. Magn., 24, 2, 1988, p.1620 1622.

98. Sagawa M., Fijimura S., Yamamoto H., Matsuura Y., Hiraga К. a. o. Permanent magnet materials based on rare earth-iron-boron tetragonal compounds (invited), IEEE Trans. Magn., Mag. 1984, 20, 5, p. 1584 1589.

99. Shimoda Т., Akioka K., Kohavashi О. a. o. Hot-working behavior of cast Pr-Fe-B magnets, IEEE Trans. Magn., 1989, 5, 25, p. 4099-4104.

100. Raj R., Chvung С. K. Solution-precipitation creep in glass ceramics, Acta Met.,29, 1981, p. 159-166.

101. Столяров B.B., Попов А.Г., Гундеров Д.В., Гавико B.C., Корзникова Г.Ф. Формирование высококоэрцитивного состояния в сплаве PrFeB методом интенсивной пластической деформации кручением, Известия ВУЗов. Черная металлургия, 9,1997, с. 58-60.

102. Stolyarov V.V., Gunderov D.V., Popov A.G., Gaviko V.S. The influence of severe plastic deformation on the structure and magnetic properties of the PrFeBCu alloy. Ann. Chim. France., 21, 1996, 515-520.

103. Сергеев В.В., Булыгана Т.И. Магнитотвердые материалы, М.: Энергия, 1980.

104. Валиев Р.З., Столяров В.В., Корзников A.B., Бушмина О.В. Структурные изменения при сверхпластической деформации сплава 30Х23К, Тез. докл. XI Всесоюз. конф. по физике прочности и пластичности, Куйбышев, 1986, с. 68.

105. Валиев Р.3., Корзников A.B., Столяров В.В. Сверхпластичность сплава 23X15КТ для постоянных магнитов, Изв. вузов. Чер. металлургия, II, 1985, с. 137.

106. Долженков Е. И., Долженков И. И. Сфероидизация карбидов в стали, М.: Металлургия, 1984.

107. Сокол И. Я. Двухфазные стали, М.: Металлургия, 1974.

108. Мартин Дж., Доэрти Р. Стабильность микроструктуры металлических систем: Пер.с англ., М.: Атомиздат, 1978.

109. Кайбышев O.A., Лутфуллин Р.Я., Салищев Г.А. Микроструктурные изменения при термической обработке и горячей деформации титанового сплава ВТ-9 с пластинчатой микроструктурой, Физика металлов и металловедение, 59, Вып. 3, 1985, с. 578.

110. Валиев Р.З., Герцман В.Ю., Кайбышев O.A. Взаимодействие границ зерен с дислокациями и свойства металлов (обзор), Металлофизика, 8, 4, 1986, с. 72.

111. Stolyarov V., Salimgareev Ch., Yaliev R., Kloadas J., Chrost K. Hight coercive state in submicrograined highly deformed Fe-Cr-Co alloy, Phys. Stat. Sol.(a), 129, 1992, p. 529-535.

112. Отчет по НИР «Исследование и получение наноструктурных материалов», Уфа, 1999, 85с.

113. Popov А.А., Pyshmintsev I.Yu., Demakov S.L., Illarionov A.G., Lowe Т.О., Sergeeva A.V. and Valiev R.Z. Structural and mechanical properties of nanocrystalline titanium processed by severe plastic deformation, Scr.Mater., 37,7, 1997, p.1089-1094.

114. Гуляев А.П. Металловедение, M.: Металлургия, 1978, 647с

115. Powder diffraction file (published by the joint Committee on Powder Diffraction Standards), 1601 Park Line, Swarthmore, Pensylvania 19801, USA.

116. Breuer D., Klimanek P. X-ray substructure analysis in cold-rolled titanium, Mater.Sci.Eng, A 234-236, 1997, p.814-817.

117. Perlovich Yu., Bunge H.J., Fesenko V., Isaenkova M. X-ray study of structure inhomogenity in textured materials, Proc.of the 11th Intern. Conf. On Textures of Materials, edits. Z.Liang, L.Zuo, Y. Chu, 1996, p. 1455-1460.

118. Stolyarov V.V., Shestakova L.O., Valiev R.Z., Zhu Y.T. Formation of Metastable States in Nanostructured Al- and Ti-Based Alloys by the SPTS Technique, Nanostructured Materials, v. 12, 5-8,1999, p. 923-926.

119. Korznikov A.V., Ivanisenko Yu.V., Laptionok D.V., Safarov I.M., Pilyugin V.P., Valiev R.Z., Influence of severe plastic deformation on structure and phase composition of carbon steel, Nanostructured Materials, 1994, 4, p. 159167.

120. Korznikov A.V., Safarov I.M., Laptionok D.V., Valiev R.Z. Structure and properties of superfine-grained iron compacted out of ultradisperse powder, Acta Metall.et Mater., 39, 1991, p.3193-3197.

121. Stolyarov V.V., Latysh V.V., Shundalov V.A., Islamgaliev R.K., Salimonenko D.A., Valiev R.Z. Influence of severe plastic deformation on ageing effect of Al-Zn-Mg-Cu alloy, Mater.Sci.Eng., A 234-236,1997, p.339-342.

122. Masumoto T., Mat.Sci.Eng., A 179/180, 1994, p.8.

123. Escorial A.G., Lieblich M. Introducing metastability in Al-Cu-Zr alloys, Proceedings ISMANAM-97, l-P-12.

124. Kim Y.W., Griffith W.M., eds., Dispersion Strengthened Aluminum Alloys, TMS, Warrendale, PA, 1988.

125. Kattner U.R., in Binary Alloy Phase Diagrams, ed. T.B. Massalski, ASM, Metals Park, OH, 1,1986, p. 147.

126. Tonejc A., Bonefacic A., Journal of Applied Physics, 40 (1),1968, p.419.

127. Young R.M.K., Clyne T.W., Scripta Metallurgica et Materialia, 15(11), 1981, p.1211.

128. Mukhopadhyay D.K., Suryanarayana C., Froes F.H., Metallurgical Materials Transactions A, 26A (8), 1995, p. 1939.

129. Fadeeva VI., Leonov A.V, Materials Science Forum, 88-90, 1992, p.481.

130. Huang В., Tokizane N., Ishihara K.N., Shingu P.H., Nasu S., Journal of Non-Crystalline Solids, 117/118, 1990, p.688.

131. Mukhopadhyay D.K., Suryanarayana C., Froes F.H., Scripta Metallurgica et Materialia, 31 (3), 1994, p.333.

132. Ovecoglu M.L., Suryanarayana C., Metallurgical Materials Transactions , 27A (4), 1996, p. 1033.

133. Uglov A.A., Ignatev M.B., Titov VI., Soviet Physics Doclady, 35 (II), 1990, p.977.

134. Senkov O.N., Froes F.H., Stolyarov V.V., Valiev R.Z. and Liu J. Microstructure of aluminum-iron alloys subjected to severe plastic deformation. Scripta Materialia, 38, 10 1998, p. 1511-1516.

135. Senkov O.N., Stolyarov V.V., Liu J., Froes F.H., Valiev R.Z. Microstructure and Microhardness of Nanocrystalline Al-Fe Alloys After Sever Plastic Deformation and Aging, Journal of NanoStructured Materials, 10, 5, 1998, p.691-698.

136. Амирханов H.M., Исламгалиев P.K., Валиев Р.З. Калориметрические исследования наноструктурной меди. Сб. науч. тр. Структура и свойства нанокристаллических материалов, Екатеринбург: УРО РАН, 1999, с.333-343.

137. Frost H.JAshby M.F. Deformation-mechanizm maps: the plasticity and creep of metals and ceramics, Pergamon press, 1982, p. 21.

138. Вороненко Б. M. Коэрцитивная сила и тонкая структура сплавов. Дефектоскопия, 1986. № 8. с. 43.

139. Дайкстра JI. Д. Связь магнитных свойств с микроструктурой //Структура металлов и свойства. М.: Металлургия, 1957

140. Лившиц Б.Г., Крапошин B.C., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов.- М.-.Металлургия, 1980

141. Золотухин И.В. Физические свойства аморфных металлических материалов.-М. .'Металлургия, 1986

142. Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро- и ферримагнетики, М,: Мир, 1982, 296 с.

143. Валиев Р.З., Мулюков P.P., Мулюков Х.Я., Трусов Л.И., Новиков В.И. Температура Кюри и намагниченность насыщения никеля с ультрамелкозернистой структурой, Письма в ЖЭТФ, 1, 1989, с.78-81

144. Молотилов Б.В. Прецизионные сплавы, спр. М: Металлургия, 1983

145. Вицена Ф. О влиянии дислокаций на коэрцитивную силу ферромагнетиков//Чехосл. физ. журн. 1955. Т. 5. № 4. С. 480.

146. Дехтяр И. Я., Полотнюк В. В. Влияние изменения плотности дислокации при деформации и отжиге на магнитные характеристики никеля//Вопр. физики металлов и металловедение. 1964. Вып. 20. С. 67.

147. Lubitz К. Magnetic studies of the dislocation structure of iron single crystals deformed at 195 К and 77 K//Appl. Phys. 1978. V. 16. № 1. P. 87.

148. Кондорский E. И. Однодоменная структура в ферромагнетиках и магнитные свойства мелкодисперсных веществ. ДАН СССР, 1950, Т. 74. №2, С. 213.

149. Кондорский Е. И. Природа высокой коэрцитивной силы мелкодисперсных ферромагнетиков и теория однодоменной структуры//Изв. АН СССР. Сер. физ. 1952. Т. 16. С. 398.

150. Zhu Guang-gu et at. Investigation of microstructure and coercitivity mechanisms in the permanent magnet alloy Mn-AI-C by positron annihilat'on and transmission electron microscopy//Phys. Stat. Sol. (a). 1987. V. 102. P. 165.

151. Тикадзуми Л. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. М.: Мир, 1987.

152. Столяров В.В., Салимгареев Х.Ш., Корзников А.В. Влияние температуры закалки на структуру и свойства магнитотвердого Fe-Cr-Co сплава, МиТОМ, 8, 1991, с.42-43.

153. Nishizawa Т., Hasebe М., Ка М. Acta Metal. 27, 817 (1979)

154. Колобов Ю.Р. Диффузионно-контролируемые процессы на границах зерен и пластичность металлических поликристаллов, Новосибирск: Наука, 1998, 184с

155. McFadden S.X., Mishra R.S., Valiev R.Z.,. Zhilyaev A.P., Mukherjee A.K. Nature, 398 (1999) p.684-686

156. Столяров B.B., Валиев P.3., Дерягин А.И., Корзников А.В., Мулюков Х.Я. Влияние термической обработки на структуру и магнитные свойства быстрозакаленного сплава Fe-Nd-B. ФММ, 7, 1990, с.53-59.

157. Livingston J. D. Magnetic domains in sintered Fe-Nd-B magnets. -J. Appl. Phys., 1985, 57(1), p. 4137-4139.

158. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения.-М.: Мир, 1987 419 с.

159. Schneider G., Henig Е., Petzow G., Stadelmaier H. H. Phase relations in the system Fe-Nd-B. —Zs. Metallkunde, 1986, 77, Hf. 11, S. 755-761.

160. Miyazaki Т., Takada H., Takahashi M. Magnetic properties in rapidly quenched Fe75B25^NdY (0<x<25) alloys.—Phys. stat. sol. (a), 1987, 99, p. 611618.

161. Sagawa 1., Fijimura S., Yamamoto H. a. o. Permanent magnet materials based on rare earth-iron-boron tetragonal compounds (invited). IEEE Trans. Magn., 1984, Mag-20, N 5. p. 1584 1589

162. Pastushenkov I., Durst K., Kronmiiller H. Domain observations under applied fields of sintered Fe77Ndi5B8 permanent magnets. Phys. slat. sol. (a), 1987,104, p. 487-495.

163. Popov A.G,. Gunderov D.V and Stolyarov V.V. Method of formation of high coercivity state in PrFeBCu-alloy. JMMM, v.157/158, 1996, 33-34.

164. Stolyarov V.V., Gunderov D.V., Popov A.G., Gaviko V.S. The influence of severe plastic deformation on the structure and magnetic properties of the PrFeBCu alloy. Ann. Chim. France., 21,1996, p.515-520.

165. Stolyarov V.V., Gunderov D.V., Popov A.G., Gaviko V.S., Ermolenko A.S. Structure evolution and changes in magnetic properties of severe plastic deformed Nd(Pr)-Fe-B alloys during annealing. Journal of Alloys and Compounds, 281, 1998, 69-71.

166. Gertsman V.Y.,Valiev R.Z., Akhmadeev N.A., Mishin O. Mater. Sci. Forum v.225, 1996, p.739.

167. Valiev R.Z. Superplastic behaviour of nanocrystalline metallic materials. Mater. Sci. Forum, v.243-245, 1997 p.207-216.

168. Chinh N.Q., Kovacs Zs., Reich L., Szekely F., Illy J., Lendvai J. Precipitation and work hardening in high strength AlZnMg(Cu,Zr) alloys, 1996 Transtec Publication, Switzerland, Materials Science Forum Vols. 217-222, 1996, p. 1293-1298.

169. Deschamps A., Brechet Y., Livet F., Gomiero P. Effect of process parameters on the ageing of an Al-6%Zn-2.3%Mg alloy, 1996 Transtec Publication, Switzerland, Materials Science Forum, v. 217-222,1996, p. 1281-1286.

170. Embury J.D. Strengthening mechanisms in Al-alloys-an overview of natural limits and engineering possibilities, 1996 Transtec Publication, Switzerland, Materials Science Forum Vols. 217-222,1996, p. 57-70.

171. Escorial A.G., M.Lieblich "Introducing metastability in Al-Cu-Zr alloys" ISMANAM-97 , Rome, 1997, l-P-12.

172. Masumoto T., Mat. Sci. Eng.A 179-180, 1994, p. 8.

173. Stolyarov V.V., Zhu Y.T, Lowe T.C., Valiev R.Z. A Two Step SPD Processing of Ultrafme-Grained Titanium, NanoStructured Materials, 11, 7, 1999,947-954.

174. Stolyarov V.Y., Zhu Y.T., Lowe T.G., Islamgaliev R.K., Valiev R.Z, Processing, Microstructure and Mechanical Properties of Nanocrystalline Ti and Ti-Ti02 Nanocomposites processed by SPTS Consolidation, Mater. Sci. Eng., A282-1-2, 2000, p.78-85.

175. Stolyarov V.V., Latysh V.V., Valiev R.Z., Zhu Y.T. Lowe T.C. The development of nanostructured SPD Ti for medical application. Proceedings of ARW NATO, Moscow, 1999, published by Kluwer Academic Publishers, 2000, p.367-372.

176. Valiev R.Z., Chmelik F., Bordeaux F, Kapelski G, Baudelet B. Scr. Met. et Mater, 27, 1992, p.855.

177. Колобов Ю.Р., Кащин О.А., Сагымбаев Е.Е., Дударев Е.Ф., Бушнев Л.С., Грабовецкая Г.П., Столяров В.В. Исследование структуры, механических и электрохимических свойств субмикрокристаллического титана. ФММ, 2000, с.77-85.

178. Witney А.В., Sanders P.J., Weertman J.R., Eastman J.A. Fatigue of nanocrystalline copper, Scr. Metall., V.33, 1995, p. 2025.

179. Vinogradov A., Kaneko Y., Kitagawa K., Hashimoto S., Stolyarov V., Valiev R. Cyclic response of ultrafine-grained copper at constant plastic strain amplitude. Scr.Material., 36, 11, 1997, 1345-1351.

180. Vinogradov A., Kaneko Y., Kitagawa K., Hashimoto S., Stolyarov V., Valiev R. On the cyclic response of ultrafine-grained copper, Materials Science Forum Vols., 269-272, 1998, p. 987-992.

181. Agnew S.R., Weertman J.R. Cyclic softening of ultrafme grain copper, Mater.Sci.&Eng., A244, 1998, p.145-153.

182. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов, М., Металлургия, 1979, 495с.

183. Грачев С.В. Термическая обработка и сопротивление сплавов повторному нагружению, Москва, Металлургия, 1976,152с

184. Грачев СВ., Григорьева В.Н., Рыбакова М.Ф. Термическая устойчивость эффекта Баушингера в стали после НТМО. Сб. Термическая обработка и физика металлов, вып.6. Свердловск, УПИ, 1981, с. 101-107.

185. Грачев С.В. Термическая обработка и сопротивление сплавов повторному нагружению, Москва, Металлургия, 1976, 152с.

186. Данилов Ю.С. Влияние величины зерна на эффект Баушингера, МиТОМ, 9, 1964, с 39-41.

187. Бобонец И.И., Гиндин И.А., Неклюдов И.М. Влияние программированного упрочнения на эффект Баушингера меди и алюминия, Изв. АН СССР, Металлы, 6,1967, с. 156-159.

188. Золотаревский B.C. В кн. Механические испытания и свойства металлов, М.: изд. Металлургия, 1974, с. 33-42.

189. Бэкофен В. Процессы деформации, пер. с англ., М., Металлургия, 1977, 288с.

190. Грачев C.B., Структурный дефект модуля упругости в метастабильных сплавах. Тезисы XV Уральской школы металловедов-термистов, Актуальные проблемы физического материаловедения сталей и сплавов, Екатеринбург, 2000, с. 206

191. Abel A., Wilhelm М., Gerold V., Mat.Sci&Eng.,37, 1979, p. 187.

192. Turner N.G., Roberts W.T. Fatigue Life Behaviour, by L.Wagner published in "Fatigue and Fracture Properties of Titanium Alloys/837 " and; Trans.TMS-AIME, Vol.242, 1968, p.1223.

193. Lokati L. Le prove di fatica come ansilio alia prodettazione ed alia preduzone, Met. Ital., 47, 9, 1955, p.832-837.

194. Kaibyshev O.A. Superplasticity of alloys, intermetallics and ceramics.-Berlin: Springer, 1992, 198 p.

195. Nieh T.G., Wadsworth J.,Sherby O.D. Superplasticity in metals and ceramics.-Cambridge: Univ.Press, 1997, 290 p.

196. Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. М.: Металлургия, 1981, 167 е., ил.

197. Langdon Т.С. Metall.Trans. 1982, v. 13А, р.689.

198. Mishra R.S., Bieler T.R., Mukherjee А.К. Acta Met.Mater. 1995, v.43, p.877.

199. Mishra, R.S., McFadden, S.X. and Mukherjee, A.K. Tensile superplasticity in nanocrystalline materials produced by severe plastic deformation, Proceedings of NATO ARW, Moscow, 1999.

200. Sakamoto Y., Kojima S., Kojima K. et al.-J. Appl. Phys., 1979, v. 50, p. 23552357.

201. Попов JI. E., Конева Н. А., Терешко И. В. Деформационное упрочнение упорядоченных сплавов. М., «Металлургия», 1979. 255 с.

202. J.V.a. Landuyt, G.V. Tendeloo, J.J.v. d. Broek, H.a. Donkersloot, H.Lijls tra. Defect structure and magnetic properties of Mn-Al permanent magnetic materials, IEE Trans., Magn., 1978, Mag-14, p. 679-681.

203. T.Kubo, T.Ohtani, S.Kojima e.a. Machinable anisotropic permanent magnets of Mn-Al-C alloys, United States Patent. 1976, 3, 976, 519.

204. Валиев P.3., Кайбышев O.A., Корзников A.B., Столяров В.В. Структура и сверхпластичность сплава Х30К23, ФММ, 63, 1, 1987, с.165-171.

205. Сергеев В. В., Булыгина Т. И. Магнитотвердые материалы. М.: Энергия, 1980,223 с.

206. Heimann W., Thielmann R. Untersuchung zum Unformverhalten einer Eisen -Crom Cobalt Dauermagnetlegierung-Thyssen Edelst. - Techn. Ber., 1982, 8, Hfl,s. 64-68.

207. Дементьева Г.П., O.A., Кавалерова Jl.А., Лившиц Б.Г., Миляев И. М. Фазовые превращения в сплаве Fe-Cr-Co в температурном интервале 600-1300°С. Изв. вузов, Черная металлургия, 5, 1976, с. 149-150.

208. Грабский М.В. Структурная сверхпластичность металлов: Пер. с польского, М.: Металлургия, 1975, 270 с.

209. Михеев М.Н., Сомова В.М., Гаркунов Э.С. Неразрушающий магнитный метод контроля качества термической обработки сталей 30ХН2МФА и 40Х. Дефектоскопия, 10, 1979, с. 47-53.

210. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976,271 с.

211. Кан Р. Физическое металловедение. М.: Мир, 1968, 1, 490 с.

212. Кайбышев O.A., Лутфуллин PJL, Салищев Г.А. Микроструктурные изменения при термической обработке и горячей деформации титанового сплава ВТ-9 с пластинчатой микроструктурой. ФММ, 59, 1985, вып. 3, с. 578-583.

213. Chojnowski Е.М., Tagart W.J. Accelerated spheroidization of pearlite, Met. Sei. J., 1968, 2, p. 14-18.

214. Баранов Л. А., Минаев A.A., Геллер А.Л., Горбатенко В.П. Проблемы совмещения горячей деформации и термической обработки деталей. М: Металлургия, 1985, 128 с.

215. Косицина И.И., Сагарадзе В.В., Коршунов Л.Г., Печеркина Н.Л. Структура и износостойкость высокопрочных аустепитно-ферритных сталей, ФММ, 1985, 60, вып. 4, с. 783-791.

216. Lee D., Backofen W.A. Trans. Met. Soc. AIME, 239, 7,1967, p. 1034-1040.

217. Salischev G.A., Valiakhmatov O.R., Valitov V.A. and Mukhtorov S.K., Materials Science Forum, 1994, 170-172, p. 121.

218. Salischev G.A., Galeyev R.M., Malisheva S.P. and Valiakhmetov O.R., Materials Science Forum, 1997, 243-245, p. 585.

219. Mishra R.S., Mukherjee A.K., Superplasticity in nanomaterials, in Superplasticity and Superplastic Forming, ed. by A.K.Grosh and T.R.Bieler, TMS, 1998, p. 109-116.

220. Цвиккер У. Титан и его сплавы. Пер. с нем. М. Металлургия, 1979, 512 с.

221. Stolyarov V.V., Valiev R.Z. Effects of heating and aging in bulk metastable nanostructured alloys, Proceeding of TMS symposium March 12-16, 2000, ed. by R.S. Mishra, S.L. Semiatin, C. Suryanarayana, N.N. Thadhani and T.Lowe, 2000, p.351-360.

222. Hammond C., Superplastic forming of structural alloys, 1982, 131 p.

223. Wert J.A and Paton N.E., Metall. Trans., 14A, 1983, p. 2535.

224. Leader J. R., Neal D.F. and Hammond C., Metall. Trans., 17A, 1986, p. 93.

225. Meier M.L., Leuser D.R.and Mukherjee A.K., Mat. Sei. Eng., A154, 1992, p. 165.

226. Smithell's Reference book.

227. Mishra R. S., Mukherjee A. K. Superplasticity and Superplastic Forming, 1998, edited by A. K. Ghosh and T. R. Bieler, The Mineral, Metals and Materials Society, 1998, p. 109.

228. Hirth J.P., Lothe J., Theory of Dislocations, John Wiley & Sons, New York, 1982, p 752.

229. Frost HJ., M.F.Ashby Defomation-Mechanism Map, Pergamon press, 1982, p. 164.

230. Нурисламов A.X., Столяров B.B., Сусенков С.Г. Деформационная способность сплава Mn-Al-C. VIII Всесоюзная конференция по постоянным магнитам. М., 1985, вып. 2, 3, 4, с.51.

231. Фиглин С.З., Бойцов В.В., Каплин Ю.И. Изотермическое деформирование металлов. М., 1978, с.208.

232. Барыкин Н.П. Процессы деформации в условиях контактной сверхпластичности. Кузнечно-штамповочное производство, 1983, 1, с. 912.

233. A.c. N 1428481. Инструмент для получения прессованных изделий, преимущественно постоянных магнитов системы марганец-алюминий-углерод, Салимгареев Х.Ш., Ефимов О.Ю., Столяров В.В., Кайбышев O.A. Зарегистрировано 12.05.86.

234. A.c. N 1452119. Способ получения постоянных магнитов и устройство для их осуществления, Кайбышев O.A., Валиев Р.З., Столяров В.В., Корзников A.B., Нурисламов А.Х., Фролов O.A., Ефимов О.Ю., Миляев И.М., Салимгареев Х.Ш. Зарегистрировано 24.02.86.

235. A.c. N 1476940. Способ обработки магнитотвердых сплавов системы марганец-алюминий-углерод, Кайбышев O.A., Нурисламов А.Х, Валиев Р.З., Столяров В.В. Зарегистрировано 5.05.87.

236. Валиев Р.З., Кайбышев O.A., Корзников A.B., Столяров В.В. Изготовление постоянных магнитов из сплавов системы Fe-Cr-Co с применением эффекта сверхпластичности. Авиационная промышленность, 4, 1989, с.61-62,

237. Валиев Р.З., Кайбышев O.A., Корзников A.B., Столяров В.В., Миляев И.М., Кавалерова JI.A. Способ изготовления магнитов сложной формы из сплавов системы Fe-Cr-Co, 1992, A.c. 1814318 (ДСП).

238. Zhernakov V.S., Latysh V.V., Stolyarov V.V., Zharikov A.I., Valiev R.Z.// In: Proc. Of the Fourth Conference on nanostructured materials (NANO-98), Stocholm. 1998.

239. Жернаков B.C., Якупов Р.Г. Расчет болтовых и заклепочных соединений при высоких температурах, динамических нагрузках.— М.: Изд. МАИ, 1997.218с.

240. Латыш В.В, Мухаметов Ф.Ф, Рааб Г.И., Валиев Р.З. Разработка и исследование, технологических методов получения нанокристаллического титана для ортопедии и травматологии. В сб.: Актуальные вопросы ортопедии и травматологии. Уфа, Слово, 1997. С.74.

241. Иголкин А.И. Титан в медицине. Титан. 1993. № 1. С.86.