Илья Разумов , rik [@] imp.uran.ru

2017

И. К. Разумов, Ю. Н. Горностырев, М. И. Кацнельсон. К ТЕОРИИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ЖЕЛЕЗЕ И СТАЛИ НА ОСНОВЕ ПЕРВОПРИНЦИПНЫХ ПОДХОДОВ // ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ, 2017, том 118, № 4, с. 380–408

 

Несмотря на широкое распространение новых материалов, сталь и сплавы железа по-прежнему занимают важное место в современных технологиях. Свойства стали определяются ее структурным строением (феррит, цементит, перлит, бейнит, мартенсит), которое формируется при термической обработке в результате сдвиговой перестройки решетки γ (fcc) → α (bcc) и диффузионного перераспределения углерода. Здесь мы представляем обзор недавних достижений в развитии количественной теории фазовых превращений в стали, основанной на ab initio параметризации функционала свободной энергии Гинзбурга-Ландау. Результаты компьютерного моделирования описывают закономерное изменение сценариев превращений при охлаждении от ферритного (зарождение и диффузионно-контролируемый рост α  фазы) к мартенситному случаю (сдвиговая решеточная неустойчивость γα). Показано, что возрастание ближнего магнитного порядка при понижении температуры играет ключевую роль в смене сценариев превращений. Phase-field моделирование в рамках обсуждаемого подхода демонстрирует типичные паттерны превращений.

 

 I. K. Razumov, Yu. N. Gornostyrev, M. I. Katsnelson. TOWARDS THE AB INITIO BASED THEORY OF PHASE TRANSFORMATIONS IN IRON AND STEEL // Physics of Metals and Metallography, 2017, Vol. 118, No. 4, pp. 362–388.

 

Despite of the appearance of numerous new materials, the iron based alloys and steels continue to play an essential role in modern technology. The properties of a steel are determined by its structural state (ferrite, cementite, pearlite, bainite, martensite, and their combination) that is formed under thermal treatment as a result of the shear lattice reconstruction γ (fcc) → α (bcc) and carbon diffusion redistribution. We present a review on a recent progress in the development of a quantitative theory of the phase transformations and microstructure formation in steel that is based on an ab initio parameterization of the Ginzburg–Landau free energy functional. The results of computer modeling describe the regular change of transformation scenario under cooling from ferritic (nucleation and diffusion-controlled growth of the α phase) to martensitic (the shear lattice instability γ α). It has been shown that the increase in short-range magnetic order with decreasing the temperature plays a key role in the change of transformation scenarios. Phase-field modeling in the framework of a discussed approach demonstrates the typical transformation patterns.

RU

EN

2017

 

И.К. Разумов. Стабилизация роста перлитной колонии в результате взаимодействия углерода с дилатациями решетки. // Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 10, c.1885–1891

 

Предложенная ранее модель перлитного превращения развивается с учетом возможного взаимодействия углерода с дилатациями решетки, возникающими в аустените вблизи перлитной колонии. Показано, что создаваемые колонией нормальные напряжения стимулируют автокатализ пластин, а тангенциальные напряжения способствуют стабилизации фронта превращения. Обсуждается механизм ветвления феррита, который может играть существенную роль в кинетике перлитного и бейнитного превращений.

 

I.K.Razumov. Stabilization of Growth of a Pearlite Colony because of Interaction between Carbon and Lattice Dilatations // Physics of the Solid State, 2017, Vol. 59, No. 10, pp. 1906–1912.

The previously proposed model of pearlite transformation develops taking into account the possible interaction between carbon and lattice dilatations arising in austenite near the pearlite colony. The normal stresses caused by the colony stimulate autocatalysis of plates, and tangential stresses promote the stabilization of the transformation front. The mechanism of ferrite branching, which can play an important role in the kinetics of pearlite and bainite transformations, is discussed.

RU

EN

2017

 

И.К. Разумов. Псевдоспинодаль при моделировании распада сплава методом Монте-Карло // Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 4, c.627–630

На основании результатов моделирования методом Монте-Карло распада в простой системе с короткодействующим потенциалом притяжения примесных атомов выдвигается гипотеза о существовании псевдоспинодали, разделяющей области гомогенного и гетерогенного зародышеобразования на фазовой диаграмме.

 

I. K. Razumov. Pseudospinodal in the Monte Carlo Simulation of the Decomposition of an Alloy // Physics of the Solid State, 2017, Vol. 59, No. 4, pp. 639–643.

A hypothesis about the existence of a pseudospinodal separating the homogeneous and heterogeneous nucleation regions in the phase diagram of a binary alloy has been proposed on the basis of the results obtained from the Monte Carlo simulation of the decomposition in a simple system with a short-range attractive potential of the impurity atoms.

RU

EN

2017

 

I. K. Razumov, Yu. N. Gornostyrev, M. I. Katsnelson. Autocatalytic mechanism of pearlite transformation in steel // Phys. Rev. Applied, 7, 014002 (2017)

 

A model of pearlite colony formation in carbon steels with ab-initio parameterization is proposed. The model describes the process of decomposition of austenite and cementite formation through a metastable intermediate structure by taking into account the increase of the magnetic order under the cooling. Autocatalytic mechanism of pearlite colony formation and the conditions for its implementation have been analyzed. We demonstrate that pearlite with lamellar structure is formed by autocatalytic mechanism when thermodynamic equilibrium between the initial phase (austenite) and the products of its decomposition (cementite and ferrite) does not take place. By using model expression for free energy with first-principles parameterization we find conditions of formation of both lamellar and globular structures, in agreement with experiment. The transformation diagram is suggested and different scenarios in the kinetics of decomposition are investigated by phase field simulations.

 

EN

2014

I. K. Razumov, D. V. Boukhvalov, M. V. Petrik, V. N. Urtsev, A. V. Shmakov, M. I. Katsnelson, Yu. N. Gornostyrev. Role of magnetic degrees of freedom in a scenario of phase transformations in steel // Phys. Rev. B 90, 094101 (2014)

The diversity of mesostructures formed in steel at cooling from a high-temperature austenite ("gamma") phase is determined by the interplay of shear reconstructions of crystal lattice and diffusion of carbon. Combining first-principles calculations with large-scale phase-field simulations we demonstrate a decisive role of magnetic degrees of freedom in the formation of energy relief along the Bain path of "gamma"-"alpha" transformation and, thus, in this interplay. We show that there is the main factor, namely, the magnetic state of iron and its evolution with temperature which controls the change in character of the transformation. Based on the computational results we propose a simple model which reproduces, in good agreement with experiment, the most important curves of the phase transformation in Fe-C, namely, the lines relevant to a start of ferrite, bainite, and martensite transformations. Phase-field simulations within the model describe qualitatively typical patterns at these transformations.

 

Многообразие микроструктур возникающих в стали при охлаждении из высокотемпературного состояния (аустенит) определяется структурным превращением "гамма"-"альфа" и диффузией углерода. Объединяя результаты первопринципных расчетов энергетических параметров с "phase-field" моделированием превращения, мы выявляем решающую роль магнитных степеней свободы в термодинамике превращений в стали. Мы предлагаем простую модель, которая воспроизводит в хорошем согласии с экспериментом, характерные кривые фазовых превращений в системе Fe-C, а именно, линии старта ферритного, бейнитного и мартенситного превращений. "Phase-field" моделирование, проведенное в рамках модели, качественно воспроизводит типичные картины кинетики этих превращений.

 

EN

2014

 

И.К.Разумов. Аномальные дисперсные состояния сплавов, обусловленные сегрегацией примеси на межфазных границах. // Физика твердого тела, 2014, т.56, вып. 4, с.749–753.

 

Методом Монте-Карло проведено моделирование диффузии в сплавах с тенденцией сегрегации примеси на межфазных границах. Показано, что при энергии сегрегации выше критического значения дисперсность системы повышается за счет подавления коагуляции выделений. Математически эффект представляет собой нарушение кинетики Лифшица –Слезова неограниченного роста выделений, аналогичное аномальной кинетике роста зерен в системах с примесью. Ранее существование равновесного размера зерна, обусловленное сегрегацией примеси на границах зерен, было предсказано Вейсмюллером, и в настоящее время экспериментально подтверждено. Таким образом, настоящая работа обобщает эффект Вейсмюллера на термодинамику распада в сплавах.

I.K.Razumov. Anomalous Dispersed States of Alloys Caused by Segregation of Impurities at Phase Interfaces. // Physics of the Solid State, 2014, Vol. 56, No. 4, pp. 780–784

The diffusion in alloys with tendency to impurity segregation at phase interfaces has been simulated by the Monte Carlo method. It has been shown that at the segregation energy higher than the critical value, dispersity of the system increases due to the suppression of coagulation of phase particles. The effect mathematically represents the violation of the Lifshitz–Slyozov kinetics of an infinite growth of phase particles, which is similar to the anomalous kinetics of grain growth in systems with an impurity. The existence of the equilibrium grain size due to the equilibrium grain size caused by the impurity segregation at grain boundaries was previously predicted by Weissmuller and is now confirmed experimentally. Thus, this study generalizes the Weissmuller effect to the thermodynamics of the decomposition in alloys.

RU

 EN

2014

И.К.Разумов. Зернограничные сегрегации в нанокристаллических сплавах. // Журнал физической химии, 2014, том 88, No3, с. 485–494

Рассмотрена зависимость зернограничных сегрегаций и состава сплава в объеме зерен от размера зерна. Показано, что в области умеренных температур существует критический размер зерна, для которого интегральная степень распада сплава достигает максимума. Этот размер возрастает с уменьшением средней по образцу концентрации примеси. Показано, что в сложнолегированных сплавах тип компонента сегрегирующего на границах зависит от размера зерна. Для кинетики сегрегаций получено приближенное аналитическое решение, основанное на допущении, что граница зерна выступает для примеси идеальным стоком. Показано, что равновесный размер зерна существует ниже критической температуры, и в общем случае его зависимость от температуры немонотонна. Предложен сегрегационный механизм стабилизации неравновесных границ зерен в нанокристаллических сплавах полученных методом интенсивной пластической деформации (ИПД).

I.K.Razumov. Grain Boundary Segregations in Nanocrystalline Alloys. // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2014, Vol. 88, No. 3, pp. 494–502

The dependence of grain boundary segregations and alloy composition in the bulk of the grain on the grain size was considered. At moderate temperatures, there is a critical grain size for which the integrated degree of alloy decomposition reaches its maximum; this size increases as the average (over the sample) impurity concentration decreases. In complex alloys, the type of the component that segregates on the boundaries depends on the grain size. For segregation kinetics, an approximate analytical solution was obtained based on the assumption that the grain boundary is an ideal drain for the impurity. The equilibrium grain size exists below the critical temperature and its temperature dependence is nonmonotonic in the general case. A segregation mechanism of stabilization of nonequilibrium grain boundaries in nanocrystalline alloys obtained by severe plastic deformation was suggested.

 

RU

 EN

2013

I.K.Razumov, Yu.N.Gornostyrev and M.I.Katsnelson. Effect of magnetism on kinetics of γα transformation and pattern formation in iron. // Journal of Physics: Condensed Matter, 2013, v.25, N13, p.135401

The kinetics of polymorphous «gamma-alpha» transformation in Fe is studied numerically within a model taking into account both the lattice and the magnetic degrees of freedom, based on first-principle calculations of the total energy for different magnetic states. It is shown that a magnetoelastic phenomenon, namely the strong sensitivity of the potential relief along the Bain deformation path to the magnetic state, is crucial for a picture of the transformation. With increasing temperature, a scenario for the phase transformation evolves from a homogeneous lattice instability at T < Ms (Ms is the temperature of the beginning of the martensitic transformation) to the growth and nucleation of embryos of the new phase at T > Ms. In the latter case, the formation of a tweed-like structure occurs, with a strong short-range order and slow interphase fluctuations.

Кинетика полиморфного «гамма-альфа» превращения в железе исследуется численно в рамках модели учитывающей решеточные и магнитные степени свободы, основанной на первопринципных расчетах полной энергии для различных магнитных состояний. Показано что магнитоупругие эффекты, прежде всего зависимость кривой бейновской деформации от магнитного состояния, определяют картину превращения. С увеличением температуры сценарий превращения изменяется от гомогенной решеточной неустойчивости при T<MS (MS – температура старта мартенситного превращения) к росту зародышей новой фазы при T>MS. В последнем случае, на промежуточных этапах возникает твидо-подобная структура с сильным ближним порядком и медленной динамикой флуктуаций.

 

 EN

2010

И. К. Разумов. Неравновесные зернограничные сегрегации в сплавах, подвергнутых интенсивной пластической деформации. // Конденсированные среды и межфазные границы, 2010, т.12, №4, с.394–399.

Предсказано появление аномальных зернограничных сегрегаций в процессе интенсивной пластической деформации сплава. Эффект обусловлен скольжением краевых дислокаций вблизи границ и тройных стыков зерен в ходе воздействия. Поскольку ядро дислокации предпочтительно для скопления примесных атомов по механизму Коттрелла, быстрая дислокация оставляет за собой примесный след. Этот след замораживается до прихода следующей дислокации в силу различия скоростей диффузии в ядре дислокации и в объеме зерна. При длительной деформации возникает кумулятивный эффект, что приводит к перераспределению атомов примеси между объемом зерна и приграничными областями. В результате вблизи границ зерен формируются широкие неравновесные сегрегации промежуточного состава.

 

RU

2010

И. К. Разумов. Синтез метастабильных фаз при пластической деформации сплавов. //Журнал физической химии, 2010, т.84, №9, с.1632–1637

I. K. Razumov. The Synthesis of Metastable Phases in Plastic Deformation of Alloys. // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2010, Vol. 84, №9, pp.1485–1490

Показано, что интенсивная пластическая деформация, реализующаяся посредством внутризеренного скольжения краевых дислокаций, может способствовать распаду равновесных и формированию выделений метастабильных фаз в объеме зерен. Эффект обусловлен локальным изменением термодинамических свойств сплава и ускорением диффузии в области ядра дислокации, в результате чего при скольжении дислокации механическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию сплава, и достигнутое неравновесное состояние сплава «замораживается».

 

RU

 

 EN

2010

И. К. Разумов. Неравновесные фазовые превращения индуцированные скольжением дислокаций при пластической деформации сплавов. //Инженерно-физический журнал, 2010, т.83, №3, с.439–446.

I. K. Razumov. Phase transformations induced by dislocation glide in plastic deformation of alloys. //Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2010, т.83, №3, с.462–470.

Показано, что при интенсивной пластической деформации сплавов скольжение дислокаций приводит к формированию неравновесных фаз либо дисперсных структур. Явление обусловлено совместным действием двух факторов: ускорением диффузии и изменением химического потенциала компонент сплава в области ядра дислокации.

RU

 

2010

И.К.Разумов, Ю.Н.Горностырев, А.Е.Ермаков, Р.З.Валиев. Сегрегации легирующих элементов на неравновесных границах зерен. Теория и эксперимент. //В сб. научн. тр. VI школы-семинара “Фазовые и структурные превращения в сталях”, Магнитогорск, 2010, с.120-138

Предложена концепция, согласно которой в сплавах подверг­нутых интенсивной пластической деформации (ИПД) формируются особые сегрегации на неравновесных границах зерен (НГЗ), появ­ление которых стимулирует развитие необычных фазовых превра­щений в нанокристаллических материалах. Проведено обобщение классической теории сегрегаций Ленгмюра-МакЛин на случай НГЗ и показано, что сегрегации на равновесных и неравновесных грани­цах зерен (ГЗ) качественно различны. Показано, что НГЗ характе­ризуются высокой сегрегационной емкостью вследствие изменения термодинамических параметров сплава в широкой приграничной области. Показано, что НГЗ качественно изменяют способность ме­тастабильного упорядочивающегося сплава к распаду на равновес­ные фазы. Предложенная концепция объясняет наблюдаемые экс­периментально особенности распада в сплавах Ni-Pd, Al-Mg, Al-Mn подвергнутых ИПД.

RU

 

2009

И. К. Разумов. Моделирование роста колоний при спинодальном распаде метастабильных фаз. //Журнал физической химии, 2009, т.83, №10, c.1865-1871

Исследован рост колоний и пластинчатых выделений, возникающих при распаде метастабильных фаз, с помощью обобщенной континуальной модели дырочного газа и методом Монте-Карло. Показано, что морфология выделений качественно изменяется при понижении температуры и существенно зависит от начального состояния (присутствие границ зерен и критических зародышей равновесных фаз). Результаты моделирования сопоставлены с кинетикой роста эвтектических колоний и морфологиями распада метастабильного аустенита.

 

I. K. Razumov. The Simulation of the Growth of Colonies in the Spinodal Decomposition of Metastable Phases. //Russian Journal of Physical Chemistry A, 2009, Vol. 83, No. 10, pp. 1682–1688

The generalized continual hole gas model and Monte Carlo simulations were used to study the growth of colonies and lamellar segregations in the decomposition of metastable phases. The morphology of segregations qualitatively changed as the temperature decreased and depended substantially on the initial state (the presence of grain boundaries and critical equilibrium phase nuclei). The simulation results were compared with the kinetics of growth of eutectic colonies and morphologies of the decomposition of metastable austenite.

 

RU

DOC

EN

2009

И. К. Разумов. Влияние решеточной релаксации на кинетику спинодального распада твердых растворов. //Инженерно - физический журнал, 2009, т.82, №4, c.643-648.

В рамках приближения среднего поля показано, что решеточная релаксация может стабилизировать твердый раствор относительно малых флуктуаций состава, в результате чего кинетика спинодального распада сплава существенно изменяется. Построена метастабильная диаграмма состояния и исследована кинетика превращений с учетом решеточной релаксации. Обнаружено, что распад развивается, в зависимости от температуры, по механизму роста колоний эвтектоидного типа либо двойниковых пластин из областей с нарушенной гомогенностью.

RU

 

2008

I.K.Razumov, Yu.N.Gornostyrev, A.Ye.Yermakov. Kinetics of Phase Transformations in the Ordered Nanograined Alloys //Rev.Adv.Mater.Sci. 2008, 18, Pp.767-773

The effect of grain boundaries (GB) on phase stability and transformation kinetics has been investigated in framework of simple model which takes into account a competition between ordering and chemical decomposition processes. It was shown that a deviation of alloy parameters near GB from bulk values can essentially change the equilibrium of an alloy and precipitation kinetic. In particular, GB segregation can stimulate the surface directed decomposition of the ordered phase; the decrease of the ordering energy near GB results in formation of the concentration inhomogeneity which coexists together with ordering in the bulk. The effect of GB appears significant for small grain size, when the GB segregation is able to change the alloy composition inside the grains. These results allow understanding the mechanism of the phase instability of alloys subjected to severe plastic deformation.

 

EN

DOC

2008

И. К. Разумов. Формирование промежуточных упорядоченных состояний при спинодальном распаде сплавов //Инженерно – физический журнал, 2008, т.81, №4, c.789-795

Предложена модель диффузионных фазовых превращений в сплавах с тенденцией упорядочения, учитывающая вакансионный механизм диффузии и возможную конкуренцию процессов упорядочения и распада. Показано, что спинодальный распад на компоненты А,В из однородного начального состояния может проходить через стадию формирования выделений упорядоченной фазы, устойчивость которых качественно повышается в области низких температур. Исследован рост колоний при распаде метастабильного упорядоченного состояния.

RU

DOC

 

2008

И.К.Разумов, О.И.Горбатов, Ю.Н.Горностырев, П.А.Коржавый, А.В.Рубан. Формирование промежуточных состояний при распаде в системе Fe-Cu. //В сб. научн. тр. V школы-семинара “Фазовые и структурные превращения в сталях”, Магнитогорск, 2008, с.157-171

Ранние стадии распада в системеFe-Cu теоретически исследованы в рамках комплексного подхода, включающего первопринципный расчет энергии Cu-Cu взаимодействия и Монте-Карло моделирование. Показано, что кинетика распада существенно зависит от магнитного состояния матрицы и характера Cu-Cu взаимодействия в ОЦК Fe. Обсуждаются возможные причины формирования выделений с промежуточной концентрацией CCu ~ 50%.

RU

DOC

 

2007

I.K.Razumov, Yu.N.Gornostyrev, M.I.Katsnelson. Intrinsic nanoscale inhomogenity in ordering systems due to elastic-mediated interactions. // EPL, 2007, v.80, p.66001–66006

Phase diagram and pattern formation in a two-dimensional Ising model with coupling between order parameter and lattice vibrations are investigated by Monte Carlo simulations. It is shown that if the coupling is strong enough (or phonons are soft enough) a short-range order exists in the disordered phase for a broader temperature interval. Different types of this short-range order (stripe-like, chessboard-like, etc.) depending on the temperature and model parameters are investigated. With further increase of the coupling, a reconstruction of the ground state happens and new ordered phases appear at low enough temperatures.

 

EN

2007

I.K.Razumov, Yu.N.Gornostyrev, A.Ye.Yermakov. Kinetics of spinodal decomposition in driven nanocrystalline alloys.//Journal of Alloys and Compounds 434-435 (2007) 535-539

The effect of grain boundaries (GB) on decomposition of solid solution was investigated in the framework generalized lattice gas model taking into account both local variation of chemical potential and the increase of diffusion mobility near GB. It was shown that nonequilibrium GB can essentially change the phase equilibrium of alloy and surface directed spinodal decomposition (SDSD) caused by GB determines the precipitation morphology in nanograined materials. The increase of atomic mobility near GB can result in formation of lamellar structure propagating from GB to inside the grains and variation in morphology from lamellar to drop-like type structure with composition.

 

 EN

2005

Автореферат кандидатской диссертации. ( И. К. Разумов )

Модель неравновесного дырочного газа обобщена на случай систем с неоднородными решеточными деформациями. Модель учитывает локальное изменение химического потенциала, приводящее к смещению границ фазового равновесия, увеличение диффузионных подвижностей атомов вблизи границ зерен и действие потоков неравновесных вакансий (ПНВ). Исследовано влияние ПНВ на кинетику распада твердых растворов в поликристаллических материалах.  Показано, что поток вакансий может привести к выпадению неравновесных фаз, растворению выделений, либо к формированию бегущих концентрационных волн – в зависимости от соотношения диффузионных подвижностей атомов разных сортов и расположения параметров сплава на фазовой диаграмме. Обнаружены новые особенности в формировании микроструктур при спинодальном распаде, стимулированном границами зерен: изменение условий устойчивости в приграничной области; формирование ламельной структуры распространяющейся от границ в объем; переход от ленточной морфологии выделений к капельной при вариации состава. Показано, что локальное изменение термодинамических параметров сплава вблизи границ зерен может сопровождаться ростом дисперсности выделений при измельчении зеренной субструктуры.

RU

DOC

 

2005

Влияние границ зерен на кинетику распада твердых растворов. Кандидатская диссертация ( И. К. Разумов ).

PDF

 

2005

В.Л.Гапонцев, И.К.Разумов, Ю.Н.Горностырев, А.Е.Ермаков, В.В.Кондратьев. Теория диффузионных фазовых превращений в нанокристаллических сплавах при интенсивной пластической деформации. III. Сплавы с ограниченной растворимостью //ФММ 2005, т.99, №4, с.26-37

В рамках модели регулярных твердых растворов, учитывающей различие диффузионных подвижностей компонент, исследовано влияние потоков неравновесных вакансий на кинетику распада сплава. Показано, что совместное действие термодинамических стимулов распада и обратного эффекта Киркендала приводит к образованию выделений фаз вблизи источников или стоков вакансий, даже если параметры сплава лежат в области взаимной растворимости компонент. Установлено, что в определенных условиях воздействие вакансионных потоков способно привести к образованию особых пространственно – временных структур (бегущие концентрационные волны). Обсуждаются особенности распада в сплавах при интенсивной пластической деформации, когда границы зерен являются источниками неравновесных вакансий.

RU

DOC

 

2004

И.К.Разумов, Ю.Н.Горностырев. Влияние границ зерен на кинетику распада твердых растворов /В сб. научн. тр. IV школы-семинара “Фазовые и структурные превращения в сталях”, Магнитогорск, 2006, с.99-112

Предложена модель, описывающая влияние границ зерен (ГЗ) на кинетику распада твердых растворов. Она позволяет в единой схеме учесть как изменение химического потенциала (образование сегрегаций), энергии смешения (смещение границ фазового равновесия), так и увеличение диффузионной подвижности компонент вблизи ГЗ. Показано, что ГЗ могут существенно изменять фазовое равновесие в сплаве, а спровоцированный границами спинодальный распад определяет особенности структурного состояния, формирующегося в нанозеренных материалах.

RU

DOC

 

2004

Yu.N.Gornostyrev, I.K.Razumov, A.Ye.Yermakov. Finite Size Effect in Spinodal Decomposition of Nanograined Materials. //Journal of Materials Science 39 (2004) 5003-5009.

Decomposition of solid solution taking into account the grain boundaries segregations is considered in the framework of generalized Cahn-Hilliard model for finite systems. Two types—“stripe” and “drop-wise”—of the surface-directed decomposition found below spinodal depend on concentration of a wetting component. We demonstrate that grain boundaries segregations are able to drastically change the phase equilibrium inside the grain when its size becomes less than the critical value. As a result, decomposition of the solid solutions easily appears for nanograined materials.

 

EN

2003

И.К.Разумов, В.Л.Гапонцев, Ю.Н.Горностырев, А.Г.Кесарев, В.В.Кондратьев, А.Е.Ермаков.Теория диффузионных фазовых превращений в нанокристаллических сплавах при интенсивной пластической деформации. II. Расслоение неидеальных твердых растворов //ФММ 2003, т.96, №4, с.5-16

Развита теоретическая модель для описания процесса распада в регулярном твердом растворе под воздействием потоков неравновесных вакансий. Исследована кинетика перераспределения компонент сплава и форма достигаемых стационарных профилей компонент в зависимости от соотношения диффузионных подвижностей компонент, состава сплава, интенсивности потоков неравновесных вакансий и параметров, характеризующих взаимодействие атомов разных сортов. Показано, что даже в области термодинамической устойчивости сплава учет неидеальности твердого раствора приводит к новым качественным особенностям процесса распада. В частности, глубина расслоения увеличивается по мере приближения к границе спинодали, становится возможным образование областей фиксированного состава и, в особых случаях, - выпадение чистых компонент.

RU

DOC