Новые исследования
 

Гибридный материал является особым типом композита и представляет собой комбинацию из двух или более материалов с заранее заданной геометрией, размером и расположением, что позволяет достичь более предпочтительного комплекса свойств, отличных от свойств компонентов гибрида.

 

Одним из новых направлений в области создания гибридных металлических материалов является получение в их компонентах наноструктуры, обеспечивающей более высокие свойства компонентов и гибридов в целом. Это может быть реализовано, например, путем использования сверхбольших пластических деформаций одновременно для измельчения структуры компонентов и их объединения в гибрид.

 

Методом кручения под высоким давлением получены образцы высокопрочных слоистых металлических гибридных материалов с ультрамелкозернистой (нано- и субмикрокристаллической) структурой на базе композиций: сталь/медь/сталь, сталь/ванадиевый сплав/сталь и ванадиевый сплав/циркониевый сплав/ванадиевый сплав. Выявлены основные закономерности упрочнения таких материалов и формирования их структуры. Описаны различные типы границ раздела между слоями в зависимости от композиции гибрида. Рассмотрены условия формирования вихревых структур в металлических гибридных материалах при деформации кручением под давлением. Обнаружена высокая термическая стабильность полученных материалов.

 

О результатах исследований можно ознакомиться в следующих работах:

  1. Никулин С.А., Рогачев С.О., Рожнов А.Б., Хаткевич В.М., Нечайкина Т.А., Морозов М.В. Структура и свойства слоистого композита сталь / ванадиевый сплав / сталь, полученного кручением под высоким давлением // Деформация и разрушение материалов.–2015.–№ 12.–С. 6-9 (S.A. Nikulin, S.O. Rogachev, A.B. Rozhnov, V.M. Khatkevich, T.A. Nechaikina, M.V. Morozov. Structure and Properties of a Layered Steel/Vanadium Alloy/Steel Composite Prepared by High-Pressure Torsion // Russian Metallurgy (Metally).–2016.–V. 2016.–N. 4.–P. 375-379)

  2. Т.А. Нечайкина, С.Н. Вотинов, С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, С.О. Рогачев. Структура и фазовый состав переходной зоны трехслойного материала «сталь-ванадиевый сплав» после деформационно-термической обработки // Одиннадцатый Международный Уральский Семинар "Радиационная физика металлов и сплавов". 23 февраля – 1 марта. Тезисы докладов.–2015.–С. 51-52

  3. Никулин С.А., Рогачев С.О., Рожнов А.Б., Хаткевич В.М., Нечайкина Т.А., Добаткин С.В. Трехслойная композиция «сталь / сплав V-10% Ti-5% Cr / сталь», полученная кручением под высоким давлением // VI Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва. 10-13 ноября 2015 г./ Сборник материалов. – М: ИМЕТ РАН, 2015.–С. 304-305

  4. S.O. Rogachev, R.V. Sundeev, V.M. Khatkevich. Evolution of the structure and strength of steel/vanadium alloys/steel hybrid material during severe plastic deformation // Materials Letters.–2016.–V. 173.–P. 123-126

  5. Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Сундеев Р.В. Эволюция структуры и прочности гибридного материала «сталь / ванадиевый сплав / сталь» при интенсивной пластической деформации // «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» : XXIII Уральская школа металловедов-термистов посвященная 100-летию со дня рождения профессора А.А. Попова (Тольятти, 2-6 февраля 2016 года); «Физическое материаловедение» : VII Международная школа с элементами научной школы для молодежи (Тольятти, 31 января - 5 февраля 2016 года) : сборник материалов / отв. ред. А.А. Викарчук, Д.Л. Мерсон. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016.–С. 131-132

  6. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, Р.В. Сундеев, В.М. Хаткевич. Влияние степени интенсивной пластической деформации на формирование структуры и прочность гибридного материала «сталь / ванадиевый сплав / сталь» // Сб. трудов VIII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2016. 19-21 апреля 2016 года. – Москва, НИТУ «МИСиС».–С. 98

  7. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, Т.А. Нечайкина, А.Б. Рожнов, В.М. Хаткевич. Наноструктурный гибридный материал «сталь / ванадиевый сплав / сталь», полученный кручением под высоким давлением // Сб. трудов VIII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2016. 19-21 апреля 2016 года. – Москва, НИТУ «МИСиС».–С. 99

  8. Никулин С.А., Рогачев С.О., Рожнов А.Б., Хаткевич В.М., Нечайкина Т.А., Сундеев Р.В. Использование интенсивной пластической деформации для получения гибридных многослойных металлических материалов с ультрамелкозернистой структурой // Актуальные проблемы прочности: сборник тезисов LVII международной конференции, 24-27 мая, 2016 г. / СевГУ. – Севастополь, 2016.–С. 61

  9. S. Nikulin, T. Nechaykina, A. Rozhnov, S. Rogachev, V. Khatkevich. Hybrid material “steel / vanadium alloy / steel” obtained by different deformation-thermal treatment // Proceedings of the 5th International Conference "New Achievements in Materials and Environmental Sciences", 7-9 November 2016, Nancy, France, 2016.–P. 20

  10. S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, A.B. Rozhnov, V.M. Khatkevich, T.A. Nechaykina, M.V. Gorshenkov, R.V. Sundeev. Multilayer “Steel/Vanadium Alloy/Steel” Hybrid Material Obtained by High-Pressure Torsion at Different Temperatures // Metallurgical and Materials Transactions A.–2017.–V. 48.–N. 12.–P. 6091–6101

  11. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Табачкова Н.Ю., Сундеев Р.В. Особенности структурообразования и упрочнение гибридного материала на основе ванадиевого и циркониевого сплавов при сдвиговой деформации под давлением // Деформация и разрушение материалов.–2017.–№ 9.–С. 35-39 (S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, V.M. Khatkevich, N.Yu. Tabachkova, R.V. Sundeev. Structure Formation and Hardening of the Hybrid Material Based on Vanadium and Zirconium Alloys during High-Pressure Torsion // Russian Metallurgy (Metally).– 2018.–V. 2018.–N. 4.–P. 372–376)

  12. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Сундеев Р.В. Формирование структуры в трехслойных гибридах сталь/ванадиевый сплав/сталь и сталь/циркониевый сплав/сталь и их упрочнение при кручении под давлением // Актуальные проблемы прочности: сборник тезисов LVIII международной конференции, 16-19 мая, 2017 г. - Пермь, 2017.–C. 99

  13. Stanislav Rogachev, S.A. Nikulin, V.M. Khatkevich, R.V. Sundeev. Multilayer Metal Hybrids Obtained by High-Pressure Torsion // Abstracts book of 24th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2017), 18-23 June 2017, Palacio Miramar, San Sebastián – Donostia (Guipúzcoa), Spain, 2017.–P. 373

  14. Рогачев С.О., Сундеев Р.В., Хаткевич В.М. Гибридный материал сталь/медь/сталь, полученный кручением под высоким давлением // Cедьмая международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов», посвященная памяти профессора С.С. Горелика. Вторая Международная Школа Молодых Ученых «Актуальные проблемы современного материаловедения». 2-5 октября 2017 г., Москва. Тезисы докладов.–М., 2017.–С. 169 

  15. Рогачев С.О., Никулин С.А., Сундеев Р.В. Формирование вихревых структур в металлических гибридных материалах при деформации кручением под давлением // Металловедение и термическая обработка металлов // Металловедение и термическая обработка металлов.–2018.–№4.–С. 23-27 (S.O. Rogachev, S.A. Nikulin, R.V. Sundeev. Formation of turbulent structures in metallic hybrid materials under pressure torsional deformation // Metal Science and Heat Treatment.–2018.–V. 60.–N. 3-4.–P. 224-228)

  16. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Сундеев Р.В. Слоистые металлические гибридные материалы, полученные деформацией кручением под высоким давлением // XXIII Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные 100-летию ФТИ им. А.Ф. Иоффе и 110-летию со дня рождения чл.-кор. АН СССР А.В. Степанова. 10-12 апреля 2018 г., Санкт-Петербург: сб. материалов.–СПб.: Изд-во ВВМ, 2018.–С. 302

  17. Рогачев С.О. Формирование вихревых структур в металлах при больших деформациях // Сб. трудов IХ-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2018. 24-26 апреля 2018 года, г. Москва, НИТУ "МИСиС". – М.: ООО «Студио-Принт», 2018.–С. 92

  18. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Сундеев Р.В. Особенности многослойных гибридных материалов, полученных мегапластической деформацией // Сб. трудов IХ-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2018. 24-26 апреля 2018 года, г. Москва, НИТУ "МИСиС". – М.: ООО «Студио-Принт», 2018.–С. 115

  19. Цой В.В. Исследование влияния деформации методом кручения под высоким давлением на упрочнение и диффузию химических элементов в слоистых металлических гибридных материалах // 73-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2018.–С. 74

  20. Халидова Д.В. Исследование структуры и упрочнения гибрида сталь / медь / сталь и его компонентов под влиянием давления и сдвиговой деформации // 73-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2018.–С. 75

  21. Рогачев С.О., Сундеев Р.В., Халидова Д.В. Структура и упрочнение гибридного материала сталь/медь/сталь после кручения под высоким давлением // 60 Международная научная конференция «Актуальные проблемы прочности», 14–18 мая 2018 года, Витебск, Беларусь: материалы конференции / Витебск: УО «ВГТУ», 2018.–С. 453

  22. Рогачев С.О., Хаткевич В.М. Гибридные материалы с вихревой структурой, полученные кручением под высоким давлением // VII Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА». Суздаль. 1-5 октября 2018 г./ Сборник материалов.–М: ИМЕТ РАН, 2018.–С. 492-493

  23. Рогачев С.О., Сундеев Р.В., Хаткевич В.М., Табачкова Н.Ю. Индуцированная сдвигом под давлением аморфная фаза в гибридном материале Zr-2.5Nb / V-10Ti-5Cr // Фазовые превращения и прочность кристаллов: сб. тезисов X Международной конференции (29 октября-2 ноября 2018 года, Черноголовка) / под ред. Б.Б. Страумала.–Черноголовка.–С. 53

  24. S.O. Rogachev, R.V. Sundeev, N.Yu. Tabachkova. High pressure torsion-induced amorphous phase in a multilayer V-10Ti-5Cr / Zr-2.5Nb / V-10Ti-5Cr hybrid material // Materials Letters.–2019.–V. 234.–P. 220–223

  25. S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, S.A. Nikulin, M.V. Ignateva, A.A. Gromov. High thermally stable multi-layer steel/vanadium alloy hybrid material obtained by high-pressure torsion // Materials Letters.–2019.–V. 255.–N. 126527

  26. Рогачев С.О., Сундеев Р.В., Козлов Д.А., Халидова Д.В. Структура и упрочнение слоистого материала сталь/медь/сталь после совместной деформации кручением под высоким давлением // Физика металлов и металловедение.–2019.–Т. 2.–№ 2.–С. 205-211 (S.O. Rogachev, R.V. Sundeev, D.A. Kozlov, D.V. Khalidova. Structure and Hardening of Layered Steel/Copper/Steel Material Subjected to Co-Deformation by High-Pressure Torsion // Physics of Metals and Metallography.–2019.–V. 120.–N. 2.–P. 191–196)

  27. Игнатьева М.В. Исследование термической стабильности трехслойного гибрида сталь 08Х17Т – ванадиевый сплав V-10Ti-5Cr – сталь 08Х17Т, полученного методом кручения под высоким давлением // 74-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2019.–С. 250-251

  28. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М., Игнатьева М.В. Термическая стабильность гибридного материала «сталь/ванадиевый сплав/сталь», полученного кручением под высоким давлением // Физическое материаловедение : IX Международная школа с элементами научной школы для молодежи (Тольятти, 9-13 сентября 2019 года); Актуальные проблемы прочности : LXI Международная конференция, посвященная 90-летию профессора М.А. Криштала (Тольятти, 9-13 сентября 2019 года) : сборник материалов / отв. ред. Д.Л. Мерсон. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2019.–С. 201-202

  29. С.О. Рогачев, С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, М.В. Игнатьева. Термическая стабильность слоистых структур, сформированных в металлическом гибриде методом кручения под высоким давлением // Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов». Москва. 22-25 октября 2019 г. Сборник тезисов. – М: НИТУ «МИСиС», 2019.–С. 68

  30. Рогачев С.О., Никулин С.А., Хаткевич В.М. Механизмы и закономерности формирования структуры в слоистых металлических материалах при деформации кручением под высоким давлением // Восьмая международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов», посвященная 150-летию открытия Д.И. Менделеевым Периодического закона химических элементов. Третья Международная Школа Молодых Ученых «Актуальные проблемы современного материаловедения». Тезисы докладов. Москва, 5-8 ноября 2019 г.–М., 2019.–С. 191