Влияние постоянного магнитного поля на механические свойства титана ВТ1-0 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шляров Виталий Владиславович
Шляров Виталий Владиславович
кандидат наук
2026
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 144
Оглавление диссертации кандидат наук Шляров Виталий Владиславович
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 Эволюция физико-механических свойств цветных металлов при действии постоянного магнитного поля
1.2 Переменное магнитное поле, как вид обработки немагнитных материалов
1.3 Экспериментальное изучение влияния импульсного магнитного поля на механические характеристики и микроструктуру сплавов
1.4 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1 Исследуемый материал
2.2 Методика проведения испытаний на микроидентирование, изучение процесса ползучести, установление закономерностей изменения усталостной долговечности
2.2.1 Метод микроидентирования
2.2.2 Методика изучения процесса ползучести в магнитном поле
2.2.3 Методика изучения усталостной долговечности титана в магнитном поле
2.3 Образцы для испытаний и источник магнитного поля
2.3 Методы дифракционной и сканирующей электронной микроскопии
2.3.1 Просвечивающая электронная дифракционная микроскопия фольг на просвет
2.3.2 Сканирующая электронная микроскопия поверхности
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ ТИТАНА ВТ1-0
3.1 Влияние повторного воздействия магнитным полем на микротвердость технически чистого титана ВТ1-0
3.2 Зависимость относительного изменения микротвердости от индукции магнитного поля
3.3 Начальный эффект влияния магнитного поля различной индукции на микротвердость технически чистого титана марки ВТ1-0
3.4 Влияние индукции магнитного поля на время стабилизации значения микротвердости титана марки ВТ1-0
3.5 Сравнительная характеристика влияния различной индукции магнитного поля на микротвердость титана марки ВТ1-0
3.6 Влияние магнитного поля различной индукции на пластические характеристики технически чистого титана ВТ1-0
3.7 Вывод по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС ПОЛЗУЧЕСТИ ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА ВТ1-0
4.1 Характер изменения процесса ползучести на линейной стадии в условиях воздействия постоянным магнитным полем
4.2 Исследование изменений поверхности разрушения поликристаллического титана ВТ1-0, разрушенного в условиях одновременного действия механических нагрузок и магнитных полей
4.3 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ХАРАКТЕР ВЛИЯНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ТИТАНА ВТ1-0
5.1 Усталостная долговечность титана ВТ1-0 в постоянном магнитном поле
5.2 Особенности формирования структуры титана ВТ1-0, разрушенного в условиях усталости в постоянном магнитном поле
5.2.1 Исходная структура технически чистого титана ВТ1-0
5.2.2 Фракторгафия поверхности разрушения формирующаяся в титане при усталости в магнитном поле
5.2.3 Особенности формирования дислокационной субструктуры титана при усталости в магнитном поле
5.3 Выводы по разделу
ГЛАВА 6 ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА ВТ1-0
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Развитие современных технологий и производств ставит перед наукой и промышленностью комплексные задачи, связанные с необходимостью повышения физических, механических и функциональных свойств металлов и сплавов, используемых в ответственных приложениях. Одним из перспективных подходов к решению этих задач является модификация свойств конструкционных материалов путем воздействия концентрированных потоков энергии или нанесения функциональных покрытий. Экспериментальные данные свидетельствуют о значительном влиянии внешних энергетических полей (электрических, электромагнитных, ультразвуковых, микроволновых) на структурные и механические характеристики материалов.
Особый интерес представляют методы модификации, основанные на применении постоянных и импульсных магнитных полей. Первые экспериментальные доказательства влияния магнитного поля на пластичность материалов были получены в 1987 году группой исследователей под руководством профессора В.И. Альшица. Это явление, получившее название магнитопластического эффекта (МПЭ), заключается в перемещении индивидуальных дислокаций в кристаллах №С1 на макроскопические расстояния (десятки и сотни микрометров) под действием постоянного магнитного поля с индукцией В~0,2-1 Тл при отсутствии механического нагружения или иных воздействий. Основная научная интрига данного эффекта связана с тем, что энергия магнитного поля менее 1 Тл недостаточна для силового открепления дислокаций. Объяснение феномена базируется на спин-зависимых процессах: магнитное поле вызывает изменение спинового состояния в системе "дислокация - парамагнитный центр", что приводит к снятию квантового запрета на электронный переход и последующему откреплению дислокации без существенного изменения полной энергии системы. Эта концепция позволяет объяснить влияние магнитного поля на широкий спектр процессов, включая скорость химических реакций, фотопроводимость, электропроводность полупроводников и вязкость аморфных сплавов.
В научной литературе представлены многочисленные исследования влияния магнитных полей на ферромагнитные материалы. Установлено, что импульсные магнитные поля способны моделировать интенсивную пластическую деформацию, формируя заданную микроструктуру без изменения геометрических параметров образца. Магнитные поля оказывают существенное влияние на кинетику кристаллизации, инициируют фазовые переходы и модифицируют функциональные свойства материалов. Современные исследования сосредоточены на процессах затвердевания и термической обработки, где магнитные поля способствуют измельчению зеренной структуры и улучшению эксплуатационных характеристик материалов. Однако влияние магнитных полей на поликристаллические немагнитные материалы в стандартных условиях остается недостаточно изученным.
Таким образом, актуальным направлением является исследование изменения механических характеристик поликристаллических материалов под действием магнитных полей. Особую значимость такие исследования приобретают при оценке поведения материалов в энергетических установках, работающих в условиях воздействия магнитных полей. В этом контексте диссертационная работа, посвященная исследованию влияния постоянного слабого магнитного поля на деформационные характеристики и структуру поликристаллического технически чистого титана марки ВТ1 -0, представляет собой актуальное научное исследование.
Степень разработанности темы.
Магнитопластичность была впервые обнаружена в СССР на кристаллах №С1, что стимулировало многочисленные исследования и создание физических моделей. Феномен магнитопластичности выявлен во многих материалах при магнитном поле 0,1-10 Тл и связывается, прежде всего, с такими механизмами, как усиление движения дислокаций, поглощение энергии и изменение дефектного состояния. Ранее были подробно изучены эффекты магнитополей на пластичность кремния, сталей, медно-бериллиевых сплавов и ряда других
материалов, где установлено как увеличение пластичности, так и рост микротвердости и хрупкости в зависимости от структуры и состава материала.
По результатам аналитического обзора отечественных и зарубежных научных изданий, было установлено, что большая часть исследований выполнена на материалах в процессе плавки и/или кристаллизации, а также монокристаллов, тогда как большинство используемых на практике материалов являются поликристаллическими. В данной связи целесообразным становится изучение влияния магнитного поля на свойства и структуру поликристаллических материалов.
На основе проведённого анализа литературных данных по рассматриваемой проблематике была сформулирована тема исследования, а также определены ключевые цели и задачи, поставленные для решения в рамках настоящей работы.
Целью настоящей работы выявление физической природы и закономерностей изменения микротвердости, скорости ползучести и усталостной долговечности титана ВТ1-0 в условиях действия постоянного магнитного поля.
Для реализации цели в работе поставлены следующие задачи:
1) изучение влияния постоянного магнитного поля с индукцией до 0,6 Тл на микротвердость титана ВТ1-0;
2) установление закономерностей влияния магнитного поля на микротвердость титана ВТ1 -0, в зависимости от величины индукции и от времени обработки;
3) установление закономерностей изменения процесса ползучести титана в постоянном магнитном поле;
4) установление закономерностей изменения усталостной долговечности титана в постоянном магнитном поле;
5) исследование тонкой структуры поверхности разрушения поликристаллического титана разрушенного в условиях воздействия постоянного магнитного поля;
6) построение теоретической модели влияния постоянного магнитного поля на микротвердость, скорость ползучести и усталостную долговечность технически чистого титана ВТ1-0.
Научная новизна.
1. Впервые проведено комплексное исследование влияния слабых постоянных магнитных полей (0,3-0,5 Тл) на механическое поведение (микротвердость, ползучесть, многоцикловая усталость) и эволюцию дефектной субструктуры поликристаллического технически чистого титана марки ВТ1
2. Установлен эффект снижения микротвердости титана ВТ1-0 на 3-8% под действием магнитного поля и количественно охарактеризована зависимость этого эффекта от режима обработки.
3. Впервые количественно определено влияние индукции магнитного поля на скорость ползучести титана ВТ1-0, показано её кратное увеличение и проведен фрактографический анализ поверхностей разрушения для выявления особенностей деформации в магнитном поле.
4. Выявлено и количественно описано существенное увеличение усталостной долговечности титана ВТ1-0 (до 163% при поле 0,5 Тл) при испытаниях in situ в постоянном магнитном поле. Установлена прямая зависимость среднего числа циклов до разрушения от индукции приложенного поля.
5. Методами просвечивающей электронной микроскопии установлено, что увеличение усталостной долговечности в магнитном поле коррелирует со снижением скалярной плотности дислокаций в приповерхностном слое. Это экспериментально указывает на повышение подвижности дислокаций в титане ВТ1 -0 под действием магнитного поля в условиях усталостных испытаний.
Научная и практическая значимость работы. В рамках диссертационной работы сформирован обширный банк данных и установлены ключевые закономерности, расширяющие научное понимание влияния магнитных полей на деформационное поведение титана. Экспериментальные результаты, полученные в ходе исследования, и их комплексный анализ могут послужить основой для
разработки методики диагностики эксплуатационного ресурса изделий из титана, функционирующих в условиях воздействия магнитных полей. Использование комплексного подхода к изучению влияния магнитных полей на микротвердость, ползучесть и усталость технически чистого титана ВТ1 -0 позволяет углубить представления о физической природе указанного воздействия и способствует дальнейшему развитию научных основ модификации свойств материалов в энергетических полях.
Результаты теоретической части диссертации могут быть использованы в качестве учебно-методической информации для студентов, обучающихся по направлению подготовки: «Материаловедение и технологии материалов». Развитие технологии предварительной обработки титана магнитным полем позволит уменьшить усилия на специализированную технику при обработке металла, и как следствие, повысить экономическую составляющую при изготовлении той или иной продукции из металла. Отраслями применения могут стать: авиастроение, автомобилестроение, ракетостроение и др.
Кроме того, воздействие слабых магнитных полей представляет собой значимый фактор, который необходимо учитывать при эксплуатации деталей из титана ответственного назначения, а также точных электромеханических приборов в условиях ползучести и усталости.
Экспериментальные установки, разработанные в ходе выполнения диссертационной работы, были успешно внедрены в учебный процесс Сибирского государственного индустриального университета (СибГИУ) и активно используются студентами при изучении курса общей физики, что способствует повышению уровня практической подготовки и углублению теоретических знаний в области физического материаловедения.
Методология и методы исследования.
Объектом исследований являлся поликристаллический технический чистый титан марки ВТ1 -0. Материал для проведения исследований был выбран с учетом его широкого применения в промышленности и технологиях. В качестве метода энергетической обработки, направленной на модификацию структуры и свойств
технически чистого титана ВТ1-0, использовалось воздействие магнитными полями с индукцией до 0,6 Тл.
Для определения механических свойств материала в условиях действия постоянных магнитных полей применялись методы измерения микротвердости, скорости установившейся ползучести и количества циклов до разрушения при усталостных нагрузках. Анализ структуры и фазового состава проводился с использованием как классических методов, таких как оптическая микроскопия (металлография) и рентгеноструктурный анализ, так и современных подходов, включая сканирующую и просвечивающую дифракционную электронную микроскопию (STEM), а также рентгеноспектральный микроанализ.
Статистическая обработка экспериментальных данных, их численный анализ и оценка значимости были выполнены с использованием программных пакетов OriginPro и Microsoft Office Excel.
Достоверность результатов работы должным образом подкреплены применением комплексной методологии, направленной на решение задач, связанных с поставленными научными вопросами, а также использованием проверенных методов, основанных на современных принципах физического материаловедения. Подход включает в себя всесторонний анализ литературы, применение статистических методов для обработки экспериментальных данных и сопоставление полученных результатов с данными, представленными в работах других исследователей в данной области. Это обеспечивает всестороннюю проверку выявленных закономерностей и гарантирует надежность полученных научных выводов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Совокупность экспериментально установленных закономерностей уменьшения микротвердости, увеличения скорости ползучести и усталостной долговечности при действии постоянного магнитного поля с индукцией 0,3 -0,6 Тл.
2. Экспериментально установленные зависимости уменьшения скалярной плотности дислокаций и увеличения размеров субзерен
кристаллической структуры от величины индукции постоянного магнитного поля в поверхностном слое титана ВТ1
3. Физическая модель влияния постоянного магнитного поля, основанная на спин-зависимом откреплении дислокаций от локальных дефектов.
Личный вклад автора включает проведение экспериментальных исследований микроиндентирования, ползучести и усталостной долговечности титана ВТ1 -0 в условиях воздействия магнитных полей, анализ фрактографических данных поверхности разрушения и дислокационной субструктуры материала, обработку экспериментальных данных, сопоставление полученных результатов с данными других авторов, формулирование выводов и положений, выносимых на защиту, а также подготовку и написание научных публикаций.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Анализ пластических характеристик свинца во внешнем магнитном поле2026 год, кандидат наук Серебрякова Анна Александровна
Влияние магнитных полей на механические свойства материалов, содержащих макроскопические включения2020 год, кандидат наук Пшонкин Данила Евгеньевич
Влияние слабого магнитного поля на пластическую деформацию меди2015 год, кандидат наук Ярополова Надежда Геннадьевна
Магнитопластический эффект: основные свойства и физические механизмы2004 год, доктор физико-математических наук Даринская, Елена Владимировна
Формирование и эволюция структуры и фазового состава нержавеющей стали при электронно-пучковой обработке и многоцикловом нагружении до разрушения2014 год, кандидат наук Сизов, Василий Васильевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние постоянного магнитного поля на механические свойства титана ВТ1-0»
Апробация работы.
Результаты исследований были представлены и обсуждены на ряде конференций российского и международного уровня, а также на научных семинарах и совещаниях, включая следующие мероприятия:
• VI Всероссийская конференция молодых ученых «Материаловедение, технологии и экология в третьем тысячелетии» (2016, Томск);
• Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (2017, 2019, 2022, 2023, Новокузнецк);
• Международная школа «Физическое материаловедение» (2017, 2021, Тольятти);
• Международная научно-практическая конференция «Проблемы прочности и пластичности материалов в условиях внешних энергетических воздействий» (2021, Новокузнецк);
• Международная научно-практическая конференция «Металлургия: технологии, инновации, качество» (2021, 2022, Новокузнецк);
• Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов (2022, Москва);
• Международный онлайн-симпозиум «Материалы во внешних полях (МВП-2023)» (2022, 2023, Новокузнецк);
• 2-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки, нанотехнологий, производства» (2022, Курск);
• Международная конференция «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения» (2022, Новосибирск);
• XI Российско-Казахстанская молодежная научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии» (2024, Барнаул).
Работа выполнялась в соответствии с темами НИР: РНФ «Выявление физических закономерностей изменения усталостного ресурса титана при разрушении в магнитных полях» (проект № 21-79-00118); «Повышение энергоэффективности процессов обработки цветных металлов (А1, Си, РЬ) давлением путем воздействия постоянными магнитными полями разной величины» (конкурс на получение стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам СП-1912.2022.1); Государственное задание (шифр темы 075-000872401) «Фундаментальные основы создания экологичных материалов и покрытий для горно-угольных предприятий Кузбасса» (01.2024-12.2026).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 44 печатных работах, из которых 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ, 10 статей, индексируемых в международных базах данных Wos/Scopus, причем 3 из них входят в первый и второй квартиль в международном рейтинге периодических научных изданий. В рамках научной работы были получены уникальные данные, которые зарегистрированы в установленном порядке и имеют правовую защиту, а именно: Патент № 2753845 РФ; 4 свидетельства о государственной регистрации баз данных и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Соответствие диссертационной работы паспорту научной специальности. Работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует п. 4 «Теоретическое и
экспериментальное исследование воздействия различных видов излучения, высокотемпературной плазмы на природу изменений физических свойств конденсированных веществ», п. 5 «Разработка математических моделей построения фазовых диаграмм состояния и прогнозирование изменения физических свойств конденсированных веществ в зависимости от внешних условий их нахождения», п. 6 «Разработка экспериментальных методов изучения физических свойств и создание физических основ промышленной технологии получения материалов с определенными свойствами» паспорта специальности 1.3.8 - физика конденсированного состояния (физико-математические науки).
Структура и объем диссертации. Работа включает введение, шесть глав, основные выводы и список литературы, содержащий 172 источника. Объем диссертации составляет 144 страницы машинописного текста, включая 3 таблицы и 56 рисунков.
Автор выражает сердечную благодарность и признательность за ценные обсуждения, поддержку и научное руководство доктору технических наук, доценту Д.В. Загуляеву. Также автор выражает глубокую признательность д.ф.-м.н., профессору В.Е. Громову, д.т.н., профессору С.В. Коновалову, д.ф.-м.н., профессору Ю.Ф. Иванову, д.т.н., доценту С.А. Невскому и к.т.н., доценту К.В. Аксеновой за оказанную помощь и конструктивную критику в процессе выполнения работы.
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Использование внешних электрических и магнитных полей открывает принципиально новые возможности для синтеза и обработки металлических материалов. Эти методы позволяют управлять скоростью и характером протекания реакций, стабилизировать метастабильные фазы, а также независимо контролировать рост зерен. В результате можно получать материалы сложной формы, способные выдерживать высокие скорости деформации. Применение подобного подхода снижает нагрузку на оборудование, уменьшает необходимую температуру обработки и способствует созданию более эффективных и экономичных производственных маршрутов.
Введение электрических и магнитных полей в технологические процессы способствует формированию структур, ранее недоступных для гражданских приложений, и позволяет расширить спектр функциональных материалов, используемых в различных отраслях. Примерами таких материалов являются сплав FeNi - основа для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов [1-3], а также протонные проводники и твёрдотельные Li/Na батареи [4, 5].
Экспериментальные работы [6, 7] продемонстрировали, что воздействие сильного магнитного поля существенно изменяет фазовую стабильность ферросплавов. Магнитное поле влияет на свободную энергию Гиббса, так что границы фаз зависят от величины приложенного поля, а магнитная энергия сопоставима с энергиями смешения, упорядочения и образования дефектов. Особенно эффективно воздействие вблизи фазовых границ.
Современные исследования показывают, что комбинированное применение магнитного поля и термической обработки позволяет управлять фазовой стабильностью, микроструктурой и магнитными свойствами сплавов, в том числе на основе марганца [8]. Разработка сверхпроводящих магнитов с индукцией более 1 Тл открывает перспективы для структурного и функционального контроля
свойств материалов. Обработка в магнитном поле позволяет стабилизировать метастабильные фазы, расширяя возможности создания материалов с уникальными структурами и свойствами.
Важным технологическим аспектом является возможность контролируемого формирования кристаллографической текстуры. Магнитный отжиг при слабых полях (<0,05 Тл) широко применяется для создания анизотропии в металлах и сплавах, а термомагнитная обработка в сильных полях (>1 Тл) обеспечивает существенное улучшение текстуры и магнитных свойств, как показано для сплава Fe-Co [9].
Кроме того, влияние магнитного поля на процессы спекания металлов изучено недостаточно и сопровождается противоречивыми результатами [10]. Однако действие магнитного поля как дополнительного драйвера миграции границ зерен подтверждено рядом работ [11-13]. Термическая обработка в магнитном поле позволяет целенаправленно регулировать микроструктуру и структуру границ, обеспечивая либо сохранение мелкозернистой структуры, либо формирование монокристаллов [14-17].
Явления, связанные с изменением структурных, физико-механических и дефектных характеристик под действием поля, исследуются уже более 30 лет. Магнитопластичность, впервые обнаруженная на кристаллах №С1 [18], стала предметом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований, результаты которых доступны и в англоязычной научной литературе [19-22]. Магнитопластический эффект наблюдается при индукции 0,1-10 Тл и сопровождается значительными изменениями пластичных характеристик веществ, включая металлы, галогениды щелочных металлов и полупроводники, такие как кремний [23].
В работах [24, 25] рассмотрено влияние постоянного магнитного поля (В = 0 - 0,5 Тл) на кинетику активного деформирования (сжатия) монокристаллов LiF, в частности на предел текучести (аД Установлено, что ^ является магниточувствительным параметром, о чем свидетельствует его понижение в 1,5
раза при индукции 0,48 Тл (рисунок 1.1) [24]. Эффект является пороговым по индукции магнитного поля (В) и скорости деформирования (8).
Рисунок 1.1 - Кривые деформирования кристаллов LiF в отсутствие магнитного поля (1 и 2) и в магнитном поле 0,48 Тл (3,4 и 5), скорость деформирования 5-10-5
с-1 [24]
Авторами работы [25] получена зависимость порогового значения магнитной индукции от скорости деформирования для монокристаллов LiF. Магнитный порог Bc остается постоянным (Bc=Bc0) при низких скоростях деформирования £ < ¿с и выходит на зависимость Вс = Всо^/8/^ при 8С = б-юЛг1 (рисунок 1.2). Столь значительный эффект авторы связывают с понижением основных барьеров закрепления дислокаций, в связи с наличием в материале магниточувствительных локальных стопоров.
Рисунок 1.2 - Зависимость порогового значения магнитной индукции от скорости
деформирования [25]
Даже при отсутствии внешнего напряжения обработка кристаллов в магнитном поле в течение нескольких минут приводила к заметным смещениям как краевых, так и винтовых дислокаций на 10-100 мкм [26]. Предполагается, что магнитопластичность является результатом «спиновой микромеханики», создания парамагнитных состояний электронного спина, которые влияют на движение дислокаций [27]. Идея о том, что спин электрона может участвовать в пластических свойствах кристалла в магнитном поле, предлагает новый эффективный метод управления пластическим откликом, включающий суперпозицию скрещенных постоянного и микроволнового магнитных полей, о чем свидетельствует электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) [28]. Регулируя частоту микроволнового магнитного поля, можно преодолевать различные типы препятствий. В кристаллах №С1 воздействие сверхмалых скрещённых магнитных полей (статическое поле ~50 мкТл - на уровне магнитного поля Земли, резонансная частота 10 кГц - 1,5 МГц) позволило управлять положением пиннинговых примесей в ядрах дислокаций, изменяя частоту переменного магнитного поля. Импульсный электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)
также был обнаружен при таких же условиях; при амплитудах импульсов выше 10 мкТл наблюдается взрывная когерентная релаксация дислокационной структуры: практически все дислокации смещаются на ~100 мкм уже за полмикросекунды, тогда как при гармонической накачке аналогичное смещение происходит за ~5 минут [29]. На основании этих экспериментов научная группа под руководством профессора В.И. Альшица предложила физический механизм, который объясняет гигантское усиление магнитопластичности в слабых магнитных полях для модельных кристаллов №С1 [30]. Работа была посвящена определению пробега дислокаций, их плотности и подвижности в процессе внешнеполевого воздействия. В результате исследований было установлено, что средний путь I дислокаций (1.1) и плотность подвижных дислокаций рт (1.2) возрастает с увеличением компонента В X и описываются зависимостями:
Л1 = I - 1о ~ кВ2Х, (1.1)
л
Арш= рт-ро ~ Лрю[1-ехр(-ХВ X)] (1.2)
где 10 и р0 фоновые значения параметров, связанных со стравливанием
л
приповерхностных стопоров; Лрда=рш-р0 как В Х^да; к и X - константы, характерны для данного кристалла.
Закономерности, полученные в результате исследований, продемонстрированы на рисунке 1.3. Показаны зависимости пробега дислокаций
л
и плотности подвижных дислокаций на В ^ на примере кристаллов №С1 с различными концентрациями Са. Как видно из рисунка теоретические представления и экспериментальные результаты согласуются между собой. В этом случае параметры к и X пропорциональны 1/^С (см. вставки на рисунке 1.3). Линейная зависимость среднего пробега I от В X, представленная на рисунке 1.3 а, насыщается при дальнейшем росте магнитного поля В и времени ^ сохраняя практически постоянное значение среднего пробега I ~ 1/^р на уровне порядка среднего расстояния между дислокациями, как и должно быть в случае релаксации внутренних напряжений в кристалле, определяемых всей совокупностью дислокаций с плотностью. Величины I и рш слабо чувствительны к влиянию температуры, при понижении температуры от комнатных до 77 К
средний пробег I уменьшился всего на 20%, а дальнейшее снижение температуры до 4 К не оказало существенного влияния на пробег дислокаций.
В;{, Тл],мин
Рисунок 1.3 - Зависимость среднего пробега / (а) и относительной плотности дислокаций рт/Др<х> (б) в кристаллах №С1 от индукции магнитного поля В и
2
времени выдержки X (В Х^мин
Это показывает, что в работе [30] основное внимание авторов было сосредоточено именно на кинематическом аспекте влияния магнитного поля на кристаллы, игнорируя физику сложных спиновых процессов, лежащих в основе этого явления. Они утверждают, что экспериментальное изучение этих сложных преобразований станет возможным лишь тогда, когда можно будет проследить причинно-следственные связи между разномасштабными процессами, происходящими при смещении дислокаций и спиновыми процессами. На сегодняшний день существует достаточно обширный круг теоретических исследований по вопросам влияния слабых магнитных полей на поведение микроструктуры материалов. Одним из примеров может служить работа [31], в которой опубликованы результаты моделирования поведения микроструктуры титана в магнитном поле с использованием вертексной модели, работа получила продолжение в моделировании методом Монте-Карло [32]. Моделирование кристаллической структуры титана в магнитном поле показало, что наблюдается
увеличение среднего размера зерна под воздействием приложенных магнитных полей. В качестве еще одного примера, переменные электрические поля совсем недавно использовались для контроля поведения при растяжении различных сплавов [33, 34] и могут в конечном итоге привести к тактике на основе импульсного магнитного поля для улучшения формовки. Однако диффузия и агрегация препятствий под действием магнитного поля, а также наличие границ зерен усложняют сценарий для реальных объемных материалов.
В совокупности все эти данные показывают актуальность и научную значимость исследований по установлению влияния электромагнитных полей на физико-механические свойства материалов, но в большинстве случаев они базируются на модельных представлениях и разработках. Если же говорить про реальные детали и механизмы, которые могут быть использованы различными отраслями промышленности, то необходимо обратить внимание на структурообразование материалов, из которых они изготовлены, в условиях действия внешних электрических и магнитных полей. Микроструктура играет важную роль при достижении необходимых физических и технологических свойств. Возможно, наиболее известным примером взаимосвязи структура-свойство в масштабе зерен является соотношение Холла-Петча, которое характеризует широко наблюдаемую обратную зависимость между средним размером зерна и пределом текучести/твердостью поликристаллических материалов [35, 36]. Размер структурных элементов также может влиять на износостойкость материала [37, 38], ударную вязкость [39], коррозионную стойкость [40, 41], электропроводность [42] и магнитные [43] свойства. Введем понятие текстуры микроструктуры, которая представляет собой общее распределение кристаллографических ориентаций отдельных зерен внутри системы и существенно влияет на свойства материалов [44], улучшая или ухудшая свойства материала, и часто приводя к анизотропным характеристикам объемных свойств материала.
Одной из стратегий управления эволюцией микроструктуры в поликристаллических материалах является использование внешних полей, что
позволяет использовать анизотропию для различных ориентаций зерен для создания основной микроструктуры. Первое известное использование магнитных полей для управления микроструктурой в слабомагнитных материалах обычно приписывается Маллинзу [45], который продемонстрировал, что приложение магнитного поля к бикристаллу висмута создает разность свободной энергии и позволяет измерять граничные свойства. Также было показано, что магнитные поля, используемые в условиях отжига, изменяют текстуру в ряде неферромагнитных металлов, а также в некоторых случаях ускоряют эволюцию микроструктуры, включая ^ [46], Al [47], ^ [48], Zn [49].
В данной главе диссертационной работе предлагается рассмотреть эффекты влияния постоянных, импульсных и переменных магнитных полей на физико -механические свойства материалов.
1.1 Эволюция физико-механических свойств цветных металлов при действии
постоянного магнитного поля
Общеизвестно, что магнитные поля могут влиять на ориентацию кристаллов, скорость зарождения и роста, термическую стабильность, форму границы раздела твердое тело/жидкость [50], а также на степень переохлаждения [51]. Сообщается, что температура зародышеобразования и величина переохлаждения изменяются при затвердевании расплава меди в статическом магнитном поле. Аналогичные явления наблюдались для других металлов и сплавов, включая чистые Al [52], Zn, Sn [53], Sb [54], сплавы Al-Cu [55] и Ni-Cu [54]. Это указывает на влияние магнитного поля на механизмы гетерогенного зародышеобразования. В литературе предложено несколько объяснений такого воздействия поля, например: подавление конвекции приводит к замедлению образования оксидов, катализирующих нуклеацию [54].
В работе [56] исследовалось гетерогенное зародышеобразование алюминия на подложке из монокристалла АЬОз под действием постоянного магнитного поля 0,7 Тл. На рисунке 1.4 представлены кривые охлаждения первичного алюминия: видно, что при воздействии поля температура начала зародышевого образования снижается, в то время как температура рекалесценции остается неизменной.
Температура зародышеобразования алюминиевого расплава на подложке снизилась на ~2,9°C, что свидетельствует о росте переохлаждения под действием поля. С помощью дифракции электрического обратного рассеяния и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения было показано, что соответствие ориентаций межфазных кристаллов Al/Al2O3 резко меняется при применении магнитного поля, а именно: согласование решетки смещается с {110} [011] Al~//{10l0} [0001] A2O3 (без поля) до ~11,4° между {110} [112]Al {10Т0} [0001] Al2O3 (в поле), что указывает на увеличение несовпадения решёток на границе раздела Al/Al2O3.
Рисунок 1.4 - Типичные кривые охлаждения А1 с примененеием постоянного магнитного поля и без него. На вставке показано переохлаждение А1 с использованием и без магнитного поля для различных термических циклов [56]
Отклонение согласования решётки, вызванное полем, приводит к увеличению межфазной свободной энергии на границе зародыш/подложка, а следовательно - к изменению критических параметров зародышеобразования и величины переохлаждения. Эти результаты демонстрируют потенциал применения магнитного поля для управляемого формирования микроструктуры сплавов путём влияния на гетерогенную нуклеацию [56].
Плазменная наплавка - привлекательный метод модификации поверхности благодаря низкой стоимости, высокой эффективности и удобству подачи порошка [57, 58]. Однако наплавленный слой часто содержит такие дефекты, как метастабильная и неоднородная микроструктура, трещины и поры [59, 60]. Для устранения этих недостатков и повышения свойств слоя широко применяют совместное воздействие магнитного поля и сварочных технологий.
В частности, установлено, что под действием магнитных полей во время лазерного переплава дендритные кристаллы превращаются в равноосные. Сила, возникающая в магнитном поле, способствует разрушению растущих дендритов, стимулирует формирование новых центров кристаллизации, а также изменяет
температурный градиент и скорость роста в ванне расплава. Это приводит к улучшению износоустойчивости и коррозионной стойкости изделия [61]. Развитие магнитных сварочных процессов сопровождается трендом на измельчение зерна, уменьшение количества трещин и пор [62, 63].
В работе [64] наносили композиционное покрытие НС/Со на стальную подложку в продольном и поперечном магнитном поле. Было показано, что при поперечном поле формируется микроструктура с большим количеством мелких равноосных зёрен, тогда как продольное поле приводит к появлению множества ориентированных дендритов и отдельных мелких зёрен. Частицы НС под действием поля дополнительно измельчаются и диспергируются. Композит состоит в основном из у-Со, ТЮ, Бе-Сг и [Ре, М], а новая фаза (Т1, С^х. с ГЦК решёткой формируется вокруг ТЮ. Эти структурные изменения способствуют формированию однородной структуры и улучшению эксплуатационных свойств покрытия, результаты представлены на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 - Коэффициент трения покрытия под без воздействия поля (1), при наложении продольного магнитного (2) и поперечного магнитного поля (3) [64]
Экспериментальные исследования показывают, что применение продольных и поперечных магнитных полей при формировании покрытий позволяет увеличить их износостойкость более чем в два раза. Средние
коэффициенты трения без применения магнитного поля, и с использованием продольного и поперечного магнитных полей при формировании покрытий составляют приблизительно 0,78, 0,42 и 0,32 соответственно. Такие свойства достигаются благодаря формированию равномерной тонкой микроструктуры покрытия и уникальной фазы (Л, W)Cl.x Основными механизмами износа, согласно [64], являются окислительный и абразивный износ.
В связи с интенсивным развитием техники, магнитное поле стало важным термодинамическим параметром, применяемым не только в лабораториях, но и в промышленности с помощью современных сверхпроводящих магнитов. Магнитное поле эффективно используется для модификации микроструктуры и оптимизации свойств стальных материалов.
В последние годы активно исследуется влияние магнитного поля на трансформации мартенсита, бейнита, феррита и перлита [65-68]. Применение поля существенно влияет на степень превращения металлических материалов, поскольку исходная и новая фазы могут обладать разной намагниченностью, что приводит к уменьшению свободной энергии Гиббса ДG [69].
Также выявлено, что магнитное поле способно направлять рост цементита в мартенситной стали [70], а в молибденсодержащей стали изменять соотношение атомов Мо и Fe в карбиде Ее6-хМохС при отпуске при 530°С [71]. Магнитное поле с индукцией до 12 Тл способствует выделению метастабильных карбидов железа %-Ре5С2 в низкотемпературно отпущенной стали [72].
Отмечено, что внешнее магнитное поле способно повышать дальний и ближний магнитный порядок, изменять температуру Кюри, а также влиять на пики магнитной энтропии и энтальпии. Это воздействие меняет свободную энергию Гиббса материала и, в конечном итоге, влияет на стабильность выделения карбидов железа.
В ходе электронной микроскопии исследовалось влияние сильного магнитного поля (12 Тл) на выделение карбидов в стали 2.25Сг-Мо при закалке и отпуске на разных температурах (200, 550 и 700°С) с одновременным или без наложения магнитного поля [73]. Было выявлено, что сильное магнитное поле
способствует выделению карбидов М23С6 при 200°С, а также М7С3 и М23С6 при 550°С. Повышенное содержание Fe в этих карбидах заметно усиливает их намагниченность. Таким образом, магнитные поля существенно влияют на последовательность выделения и морфологию карбидных фаз в различных сталях.
Статическое магнитное поле играет значительную роль в управлении структурой затвердевания материалов, что активно изучается в последние годы [74]. Технология направленной кристаллизации давно используется для получения турбинных лопаток из никелевых суперсплавов с нужной ориентацией столбчатых дендритов [001], обеспечивающей лучшие механические свойства.
Исследования показывают, что магнитное поле изменяет расстояние между первичными дендритами при направленной кристаллизации [75]. Так, слабое поперечное магнитное поле (<0,5 Тл) существенно влияет на форму границы раздела жидкость-твердое тело и микроструктуру алюминиевых сплавов [76]. Было отмечено отклонение границы, появление зон сегрегации и изменение структуры сплава. В ходе синхротронной рентгенорадиографии наблюдалось перемещение фрагментов дендритов и зерен перпендикулярно магнитному полю.
В суперсплаве DZ417G, исследованном при низкой скорости затвердевания под постоянным магнитным полем, поле индуцировало переход к равноосной структуре и уменьшало расстояние между первичными дендритами [77]. Считается, что термоэлектрическая магнитная конвекция, вызванная магнитным полем, увеличивает температурный градиент и уменьшает расстояние между дендритами за счёт увеличения скорости теплопередачи [78]. Также возможно, что поле влияет на междендритное конституциональное переохлаждение ДТ, что дополнительно изменяет структуру. Однако точные механизмы этого влияния всё ещё требуют более подробного изучения.
Давно известно, что постоянное магнитное поле способно изменять деформационные характеристики различных твёрдых тел - ионных, ковалентных, молекулярных и металлических [79-81]. Часто упоминается МПЭ, как совокупность явлений, связанных с движением дислокаций под воздействием внешнего магнитного поля (индукция Тл и выше) даже при отсутствии
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Закономерности структурных и фазовых превращений в титане и никелиде титана при импульсных внешних воздействиях2021 год, кандидат наук Токмачева-Колобова Анастасия Юрьевна
Неравновесность и высокоскоростное деформирование и разрушение материалов при кратковременных импульсных нагружениях.2011 год, доктор физико-математических наук Морозов, Виктор Александрович
Усталостные свойства в условиях гигациклового нагружения биоинертных сплавов с ультрамелкозернистой структурой, сформированной интенсивной пластической деформацией2022 год, кандидат наук Майрамбекова Айкол Майрамбековна
Закономерности изменения структуры, сорбционных свойств и деформационного поведения технического титана BT1-0 в результате электронно-пучковой обработки2017 год, кандидат наук Бородовицина, Оксана Михайловна
Методика диагностирования технического состояния лопаток турбины ГТД в процессе их эксплуатации2022 год, кандидат наук Ратенко Олег Александрович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шляров Виталий Владиславович, 2026 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Gutfleisch, O. Magnetic Materials and Devices for the 21st Century: Stronger, Lighter, and More Energy Efficient [Text] / O. Gutfleisch, M. A. Willard, E. Brück, C. H. Chen, S. G. Sankar, J. P. Liu // Advanced materials. - 2011. - Vol. 23. -Issue 7. - P. 821-842.
2. Kuz'min, M. D. Towards high-performance permanent magnets without rare earths [Text] / M. D. Kuz'min, K. P. Skokov, H. Jian, I. Radulov, O. Gutfleisch // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2014. - Vol. 26. - No. 6. - P. 064205.
3. Kramer, M. J. Prospects for Non-Rare Earth Permanent Magnets for Traction Motors and Generators [Text] / M. J. Kramer, R. W. McCallum, I. A. Anderson, S. Constantinides // JOM. - 2021. - Vol. 64. - P. 752-763.
4. Muccillo, R. Densification and enhancement of the grain boundary conductivity of gadolinium-doped barium cerate by ultra fast flash grain welding [Text] / R. Muccillo, E. N. S. Muccillo, M. Kleitz // Journal of the European Ceramic Society.
- 2012. - Vol. 32. - Issue 10. - P. 2311-2316.
5. Lalere, F. An all-solid state NASICON sodium battery operating at 200 °C [Text] / F. Lalere, J. B. Leriche, M. Courty, S. Boulineau, V. Viallet, C. Masquelier, V. Seznec // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 247. - P. 975-980.
6. Choi, J.-K. Effects of a strong magnetic field on the phase stability of plain carbon steels [Text] / J.-K. Choi, H. Ohtsuka, Y. Xu, W.-Y. Choo // Scripta Materialia.
- 2000. - Vol. 43. - Issue 3. - P. 221-226.
7. Kakeshita, T. Magnetic field-control of microstructure and function of materials exhibiting solid-solid phase transformation [Text] / T. Kakeshita, T. Fukuda // Science and Technology of Advanced Materials. - 2006. - Vol. 7(4). - P. 350-355.
8. Ener, S. Magnet properties of Mn70Ga30 prepared by cold rolling and magnetic field annealing [Text] / S. Ener, K. P. Skokov, D. Yu. Karpenkov, M. D. Kuz'min, O. Gutfleisch // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2015. - Vol. 382. - P. 265-270.
9. Rivoirard, S. High Steady Magnetic Field Processing of Functional Magnetic Materials [Text] / S. Rivoirard // JOM. - 2013. - Vol. 65. - P. 901-909.
10. Tsurekawa, S. Magnetic Sintering of Ferromagnetic Metal Powder Compacts [Text] / S. Tsurekawa, K. Harada, T. Sasaki, T. Matsuzaki, T. Watanabe // Materials Transactions, JIM. - 2000. - Vol. 41. - Issue 8. - P. 991-999.
11. Molodov, D. A. Grain boundary and grain structure control through application of a high magnetic field [Text] / D. A. Molodov, P. J. Konijnenberg // Scripta Materialia. - 2006. - Vol. 54. - Issue 6. - P. 977-981.
12. Chmielus, M. Giant magnetic-field-induced strains in polycrystalline Ni-Mn-Ga foams [Text] / M. Chmielus, X. Zhang, C. Witherspoon, D. C. Dunand, P. Mullner // Nature Materials. - 2009. - Vol. 8. - P. 863-866.
13. Gunster, C. Migration of grain boundaries in Zn [Text] / C. Gunster, D. A. Molodov, G. Gottstein // Acta Materialia. - 2013. - Vol. 61. - Issue 7. - P. 2363-2375.
14. Scott, C. Conversion of Polycrystalline Al2O3 into Single-Crystal Sapphire by Abnormal Grain Growth [Text] / C. Scott, M. Kaliszewski, C. Greskovich, L. Levinson // Journal of the American Ceramic Society. - 2002. - Vol. 85. - P. 12751280.
15. Dillon, S. J. Mechanism of «Solid-State» Single-Crystal Conversion in Alumina [Text] / S. J. Dillon, M. P. Harmer // Journal of the American Ceramic Society. - 2007. - Vol. 90. - P. 993-995.
16. Rheinheimer, W. Growth of single crystalline seeds into polycrystalline strontium titanate: Anisotropy of the mobility, intrinsic drag effects and kinetic shape of grain boundaries [Text] / W. Rheinheimer, M. Bâurer, C. A. Handwerker, J. E. Blendell, M. J. Hoffmann // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 9. - P. 111-123.
17. Sternlicht, H. The mechanism of grain boundary motion in SrTiO3 [Text] / H. Sternlicht, W. Rheinheimer, M. J. Hoffmann, W. D. Kaplan // Journal of Materials Science. - 2016. - Vol. 51. - P. 467-475.
18. Alshitsa, V. I. Electric amplification of the magnetoplastic effect in nonmagnetic crystals [Text] / V. I. Alshitsa, E. V. Darinskaya, M. V. Koldaeva, E. A. Petrzhik // Journal of Applied Physics. - 2009. - Vol. 105. - P. 063520.
19. Molotskii, M. I. Theoretical basis for electro- and magnetoplasticity [Text] / M. I. Molotskii // Materials Science and Engineering: A. - 2000. - Vol. 287. - Issue 2. - P. 248-258.
20. Galustashvili, M. V. Magnetoplastic Effect under Stress Relaxation in NaCl Crystals [Text] / M. V. Galustashvili, D. G. Driaev, V. G. Kvatchadze // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. - 2019. - Vol. 110. - P. 785-788.
21. Alshits, V. I. Chapter 86 - Magnetoplastic Effect in Nonmagnetic Crystals [Text] / V. I. Alshits, E. V. Darinskaya, M. V. Koldaeva, E. A. Petrzhik // Dislocations in Solids. - 2008. - Vol. 14. - P. 333-437.
22. Morgunov, R. B. Magnetoplasticity and magnetic memory in diamagnetic solids [Text] / R. B. Morgunov, A. L. Buchachenko // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 2009. - Vol. 109. - P. 434-441.
23. Skvortsov, A. A. Magnetoplasticity and diffusion in silicon single crystals [Text] / A. A. Skvortsov, A. V. Karizin // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 2012. - Vol. 114. - P. 85-88.
24. Урусовская, А. А. О влиянии магнитного поля на предел текучести и кинетику макропластичности кристаллов LiF [Текст] / А. А. Урусовская, В. И. Альшиц, А. Е. Смирнов, Н. Н. Беккауер // Письма в ЖЭТФ. - 1997. - № 6. - С. 470-474.
25. Альшиц, В. И. Деформация кристаллов LiF в постоянном магнитном поле [Текст] / В. И. Альшиц, А. А. Урусовская, А. Е. Смирнов, Н. Н. Беккауер // ФТТ. - 2000. - № 2. - С. 270-272.
26. Golovin, Y. I. Magnetoplastic effects in solids [Text] / Y. I. Golovin // Physics of the Solid State. - 2004. - Vol. 46. - P. 789-824.
27. Morgunov, R. B. Spin micromechanics in the physics of plasticity [Text] / R. B. Morgunov // Physics-Uspekhi. - 2004. - Vol. 47. - No. 2. - P. 125.
28. Golovin, Y. I. Electron paramagnetic resonance in a subsystem of structural defects as a factor in the plasticization of NaCl crystals [Text] / Y. I. Golovin, R. B. Morgunov, V. E. Ivanov, S. E. Zhulikov, A. A. Dmitrievskii // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. - 1998. - Vol. 68. - P. 426-431.
29. Alshits, V. I. Resonance magnetoplasticity in ultralow magnetic fields [Text] / V. I. Alshits, E. V. Darinskaya, M. V. Koldaeva, E. A. Petrzhik // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. - 2016. - Vol. 104. - P. 353-364.
30. Alshits, V. I. Dislocation kinetics in nonmagnetic crystals: a look through a magnetic window [Text] / V. I. Alshits, E. V. Darinskaya, M. V. Koldaeva, R. K. Kotowski, E. A. Petrzhik, P. Tronczyk // Physics-Uspekhi. - 2017. - Vol. 60. - No. 3. -P. 305-318.
31. Barrales-Mora, L. A. A novel implementation for the simulation of 2-D grain growth with consideration to external energetic fields [Text] / L. A. Barrales-Mora, V. Mohles, P. J. Konijnenberg, D. A. Molodov // Computational Materials Science. - 2007. - Vol. 39. - Issue 1. - P. 160-165.
32. Molodov, D. A. Annealing Texture and Microstructure Evolution in Titanium during Grain Growth in an External Magnetic Field [Text] / D. A. Molodov, C. Bollmann, P. J. Konijnenberg, L. A. Barrales-Mora, V. Mohles // Materials transactions. - 2007. - Vol. 48. - Issue 11. - P. 2800-2808.
33. Li, G.-R. Influence of a high pulsed magnetic field on the tensile properties and phase transition of 7055 aluminum alloy [Text] / G.-R. Li, J.-F. Cheng, H.-M. Wang, P.-S. Li, C.-Q. Li // Materials Research Express. - 2016. - Vol. 3. - No. 10. - P. 106507.
34. Li, G.-R. Influence of high pulsed magnetic field on tensile properties of TC4 alloy [Text] / G.-R. Li, F.-F. Wang, H.-M. Wang, R. Zheng, F. Xue, J.-F. Cheng // Chinese Physics B. - 2017. - Vol. 26. - No. 4. - P. 046201.
35. Hahn, E. N. Grain-size dependent mechanical behavior of nanocrystalline metals [Text] / E. N. Hahn, M. A. Meyers // Materials Science and Engineering: A. -2015. - Vol. 646. - P. 101-134.
36. Saada, G. Chapter 90 Mechanical Properties of Nanograined Metallic Polycrystals [Text] / G. Saada, G. Dirras // Dislocations in Solids. - 2009. - Vol. 15. -P. 199-248.
37. Haiko, O. Effect of prior austenite grain size on the abrasive wear resistance of ultra-high strength martensitic steels [Text] / O. Haiko, V. Javaheri, K.
Valtonen, A. Kaijalainen, J. Hannula, J. Komi // Wear. - 2020. - Vol. 454-455. - P. 203336.
38. Zadorozhnaya, O. Yu. Effect of grain size and amount of zirconia on the physical and mechanical properties and the wear resistance of zirconia-toughened alumina [Text] / O. Yu. Zadorozhnaya, T. A. Khabas, O. V. Tiunova, S. E. Malykhin // Ceramics International. - 2020. - Vol. 46. - Issue 7. - P. 9263-9270.
39. Feng, H. Special rotational deformation and grain size effect on fracture toughness of nanocrystalline materials [Text] / H. Feng, Q. H. Fang, L. C. Zhang, Y. W. Liu // International Journal of Plasticity. - 2013. - Vol. 42. - P. 50-64.
40. Ralston, K. D. Effect of Grain Size on Corrosion: A Review [Text] / K. D. Ralston, N. Birbilis // Corrosion. - 2010. - Vol. 66(7). - P. 075005-075005-13.
41. Hamu, G. B. The relation between severe plastic deformation microstructure and corrosion behavior of AZ31 magnesium alloy [Text] / G. B. Hamu, D. Eliezer, L. Wagner // Journal of Alloys and Compounds. - 2009. - Vol. 468. - Issues 1-2. - P. 222-229.
42. Tong, X. Effect of grain size on low-temperature electrical resistivity and thermal conductivity of pure magnesium [Text] / X. Tong, G. You, Y. Ding, H. Xue, Y. Wang, W. Guo // Materials Letters. - 2018. - Vol. 229. - P. 261-264.
43. An, L.-Z. Improving magnetic properties of non-oriented electrical steels by controlling grain size prior to cold rolling [Text] / L.-Z. An, Y. Wang, H.-Y. Song, G.-D. Wang, H.-T. Liu // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2019. - Vol. 491. - 165636.
44. Safaeirad, M. Effect of microstructure and texture on formability and mechanical properties of hot-dip galvanized steel sheets [Text] / M. Safaeirad, M. R. Toroghinejad, F. Ashrafizadeh // Journal of Materials Processing Technology. - 2008. -Vol. 196. - Issues 1-3. - P. 205-212.
45. Mullins, W. W. Magnetically induced grain-boundary motion in bismuth [Text] / W. W. Mullins // Acta Metallurgica. - 1956. - Vol. 4. Issue 4. - P. 421-432.
46. He, T. The evolution of recrystallized texture of cold-rolled pure copper annealed with a magnetic field in the transverse direction [Text] / T. He, Y. Wang, W.
Sun, X. Zhao // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. -Vol. 82. - P. 012055.
47. Cao, Y. The relationship of dislocation and vacancy cluster with yield strength in magnetic annealed UFG 1050 aluminum alloy [Text] / Y. Cao, L. He, X. Cao, P. Zhang, B. Wang, Y. Zhou, P. Wang, J. Cui // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 679. - P. 417-427.
48. Molodov, D. A. Impact of a magnetic field on the annealing behavior of cold rolled titanium [Text] / D. A. Molodov, Chr. Bollmann, G. Gottstein // Materials Science and Engineering: A. - 2007. - Vol. 467. - Issues 1-2. - P. 71-77.
49. Sheikh-Ali, A. D. Magnetically induced texture development in zinc alloy sheet [Text] / A. D. Sheikh-Ali, D. A. Molodov, H. Garmestani // Scripta Materialia. -2002. - Vol. 46. - Issues 12. - P. 857-862.
50. Wang, J. Thermoelectric magnetic flows in melt during directional solidification [Text] / J. Wang, Y. Fautrelle, Z. M. Ren, H. Nguyen-Thi, G. Salloum Abou Jaoude, G. Reinhart, N. Mangelinck-Noel, X. Li, I. Kaldre // Applied Physics Letters. - 2014. - Vol. 104. - 121916.
51. Zhang, Y. Genetic diversity of the S10 RNA segment of field and vaccine strains of bluetongue virus from the P. R. China [Text] / Y. Zhang, X. Du, W. Li, J. Liu, J. Zhu, N. Zhang // Arch Virol. - 2010. - Vol. 155. - P. 281-286.
52. Li, C. Magnetic-field dependence of nucleation undercoolings in nonmagnetic metallic melts [Text] / C. Li, R. Guo, Z. Yuan, W. Xuan, Z. Ren, Y. Zhong, X. Li, H. Wang, Q. Wang // Philosophical Magazine Letters. - 2015. - 95. - Issue 1. -P. 37-43.
53. Guo, R. Enhanced undercooling of para- and diamagnetic metal melts in steady magnetic field [Text] / R. Guo, C. Li, S. He, J. Wang, W. Xuan, X. Li, Y. Zhong, Z. Ren // Japanese Journal of Applied Physics. - 2018. - Vol. 57. - No. 8. - P. 080301.
54. Liu, T. Nucleation behavior of bulk Ni-Cu alloy and pure Sb in High magnetic fields [Text] / T. Liu, Q. Wang, F. Liu, G. Li, J. He // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 321. - Issue 1. - P. 167-170.
55. Guo, R. Effect of steady magnetic field on undercooling of Al-Cu alloy melts [Text] / R. Guo, C. Li, S. He, J. Wang, W. Xuan, X. Li, Y. Zhong, Z. Ren // EPL (Europhysics Letters). - 2019. - Vol. 126. - No. 4. - P. 46001.
56. Cheng, N. Influence of static magnetic field on the heterogeneous nucleation behavior of Al on single crystal Al2O3 substrate [Text] / N. Cheng, R. Guo, S. Shuai, J. Wang, M. Xia, J. Li, Z. Ren, J. Li, Q. Wang // Materialia. - 2020. - Vol. 13.
- P. 100847.
57. Cheng, J. B. Microstructure and mechanical characteristics of iron-based coating prepared by plasma transferred arc cladding process [Text] / J. B. Cheng, B. S. Xu, X. B. Liang, Y. X. Wu // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Vol. 492.
- Issues 1-2. - P. 407-412.
58. Lu, F. Characteristics of the functionally graded coating fabricated by plasma transferred arc centrifugal cladding [Text] / F. Lu, H. Li, Q. Ji, R. Zeng, S. Wang, J. Chi, M. Li, L. Chai, H. Xu // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol. 205. - Issue 19. - P. 4441-4446.
59. Wang, S. Improving microstructure and wear resistance of plasma clad Fe-based alloy coating by a mechanical vibration technique during cladding [Text] / S. Wang, H. Li, X. Chen, J. Chi, M. Li, L. Chai, H. Xu // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - Vol. 528. - Issue 1. - P. 397-401.
60. Luo, K. Y. Characterization and analyses on micro-hardness, residual stress and microstructure in laser cladding coating of 316L stainless steel subjected to massive LSP treatment [Text] / K. Y. Luo, X. Jing, J. Sheng, G. F. Sun, Z. Yan, J. Z. Lu // Journal of Alloys and Compounds. - 2016. - Vol. 673. - P. 158-169.
61. Zhou, J. Effect of laser surface melting with alternating magnetic field on wear and corrosion resistance of magnesium alloy [Text] / J. Zhou, J. Xu, S. Huang, Z. Hu, X. Meng, X. Feng // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 309. - P. 212-219.
62. Bai, F. Influence of rotating magnetic field on the microstructure and phase content of Ni-Al alloy [Text] / F. Bai, M. Sha, T. Li, L. Lu // Journal of Alloys and Compounds. - 2011. - Vol. 509. - Issue 14. - P. 4835-4838.
63. Jin, G. Effect of Magnetic Field on Properties and Element Distribution of Ni-Based WC Composite Coatings [Text] / G. Jin, Y. Li, Q. Xiao, X. Cui, Z. Cai // Materials and Manufacturing Processes. - 2016. - Vol. 31(9). - P. 1253-1260.
64. Li, Y. Influence of magnetic field on microstructure and properties of TiC/cobalt-based composite plasma cladding coating [Text] / Y. Li, X. Cui, G. Jin, Z. Cai, N. Tan, B. Lu, Y. Yang, Z. Gao, J. Liu // Surface and Coatings Technology. -2017. - Vol. 325. - P. 555-564.
65. Titenko, A. Effect of Annealing in Magnetic Field on Ferromagnetic Nanoparticle Formation in Cu-Al-Mn Alloy with Induced Martensite Transformation [Text] / A. Titenko, L. Demchenko // Nanoscale Research Letters. - 2016. - Vol. 11. -P. 1-6.
66. Martin, D. S. Isothermal martensitic transformation in a 12Cr-9Ni-4Mo-2Cu stainless steel in applied magnetic fields [Text] / D. S. Martin, K. W. P. Aarts, P. E. J. Rivera-Diaz-del-Castillo, N. H. van Dijk, E. Brück, S. van der Zwaag // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2008. - Vol. 320. - Issue 10. - P. 1722-1728.
67. Garcin, T. Kinetic effects of magnetic field on the y/ay/a interface controlled reaction in iron [Text] / T. Garcin, S. Rivoirard, F. Gaucherand, E. Beaugnon // Journal of Applied Physics. - 2010. - Vol. 107. - P. 103903.
68. Xin, R. Effect of high magnetic field on the pearlite transformation of Al-containing steel [Text] / Xin R., Wu K., G. Zhang, Hou T., Ma G., Qiao W., Zhao H. // Materials Science and Technology. - 2018. - Vol. 34. - Issue 7. - P. 786-793.
69. Hou, T. P. Effect of tempering temperature on carbide precipitation behaviours in high strength low alloy steel under high magnetic field [Text] / T. P. Hou, K. M. Wu, G. He // Materials Science and Technology. - 2014. - Vol. 30. - Issue 8. -P. 900-905.
70. Zhang, Y. High temperature tempering behaviors in a structural steel under high magnetic field [Text] / Y. Zhang, N. Gey, C. He, X. Zhao, L. Zuo, C. Esling // Acta Materialia. - 2004. - Vol. 52. - Issue 12. - P. 3467-3474.
71. Hou, T. P. Magnetic Field-Induced Precipitation Behaviors of Alloy Carbides M2C, M3C, and M6C in a Molybdenum-Containing Steel [Text] / T. P. Hou,
Y. Li, Y. D. Zhang, K. M. Wu // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2014. -Vol. 45. - P. 2553-2561.
72. Hou, T. P. Role of external magnetic fields in determining the thermodynamic properties of iron carbides in steel [Text] / T. P. Hou, Z. H. Li, K. M. Wu, H. F. Lin, Y. Li, G. H. Zhang, W. M. Liu // Acta Materialia. - 2019. - Vol. 167. -P. 71-79.
73. Hou, T. P. Alloy carbide precipitation in tempered 2.25 Cr-Mo steel under high magnetic field [Text] / T. P. Hou, K. M. Wu // Acta Materialia. - 2013. - Vol. 61. - Issue 6. - P. 2016-2024.
74. Du, D. Effect of a transverse magnetic field on solidification structure in directionally solidified Sn-Pb hypoeutectic alloys [Text] / D. Du, Z. Lu, A. Gagnoud, Y. Fautrelle, Z. Ren, X. Lu, R. Moreau, X. Li // Journal of Crystal Growth. - 2014. -Vol. 402. - P. 319-324.
75. Li, X. Influence of a weak static magnetic field on the primary dendrite arm spacing of a directionally solidified Ni-based superalloy [Text] / X. Li, Z. Ren, J. Wang, Y. Han, B. Sun // Materials Letters. - 2012. - Vol. 67. - Issue 1. - P. 205-209.
76. Li, X. Effect of a weak transverse magnetic field on solidification structure during directional solidification [Text] / X. Li, Y. Fautrelle, A. Gagnoud, D. Du, J. Wang, Z. Ren, H. Nguyen-Thi, N. Mangelinck-Noel // Acta Materialia. - 2014. - Vol. 64. - P. 367-381.
77. Xuan, W. Effect of a high magnetic field on microstructures of Ni-based superalloy during directional solidification [Text] / W. Xuan, Z. Ren, C. Li // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 620. - P. 10-17.
78. Lehmann, P. A simple analysis of the effect of convection on the structure of the mushy zone in the case of horizontal Bridgman solidification. Comparison with experimental results [Text] / P. Lehmann, R. Moreau, D. Camel, R. Bolcato // Journal of Crystal Growth. - 1998. - Vol. 183. - P. 690-704.
79. Моргунов, Р. Б. Магнитопластический и магнитомеханический эффекты в алюминиевых сплавах с магнитострикционными микровключениями [Текст] / Р. Б. Моргунов, Р. А. Валеев, А. А. Скворцов, Д. В. Королев, В. П.
Пискорский, Е. И. Куницына, В. В. Кучеряев, О. В. Коплак // Труды ВИАМ. -2019. - № 10. - С. 3-13.
80. Моргунов, Р. Б. Спиновая микромеханика в физике пластичности [Текст] / Р. Б. Моргунов // Успехи физических наук. - 2004. - Т. 174. - C. 131-153.
81. Моргунов, Р. Б. Термодинамический анализ магнитопластических эффектов в «немагнитных» металлах [Текст] / Р. Б. Моргунов, В. П. Пискорский, Р. А. Валеев, Д. В. Королев // Труды ВИАМ. - 2018. - №12. - С. 79-87.
82. Skvortsov, A. A. Influence of permanent magnetic fields on creep and microhardness of iron-containing aluminum alloy [Text] / A. A. Skvortsov, D. E. Pshonkin, M. N. Luk'yanov, M. R. Rybakova // Journal of Materials Research and Technology. - 2019. - Vol. 8. - Issue 3. - P. 2481-2485.
83. Du, D. Influence of static magnetic field on microstructure and mechanical behavior of selective laser melted AlSi10Mg alloy [Text] / D. Du, J. C. Haley, A. Dong, Y. Fautrelle, D. Shu, G. Zhu, X. Li, B. Sun, E.J. Lavernia // Materials & Design. -2019. - Vol. 181. - P. 107923.
84. Zhu, L. Influence of a static magnetic field on the distribution of solute Cu and interdendritic constitutional undercooling in directionally solidified Al-4.5wt.%Cu alloy [Text] / L. Zhu, C. Han, L. Hou, A. Gagnoud, Y. Fautrelle, Z. Ren, X. Li // Materials Letters. - 2019. - Vol. 248. - P. 73-77.
85. Sánchez-Alarcos, V. Role of magnetism on the martensitic transformation in Ni-Mn-based magnetic shape memory alloys [Text] / V. Sánchez-Alarcos, V. Recarte, J. I. Pérez-Landazábal, C. Gómez-Polo, J. A. Rodríguez-Velamazán // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60. - Issue 2. - P. 459-468.
86. Luo, J. Effect of magnetic field on precipitation kinetics of an ultrafine grained Al-Zn-Mg-Cu alloy [Text] / J. Luo, H. Luo, C. Liu, T. Zhao, R. Wang, Y. Ma // Materials Science and Engineering: A. - 2020. - Vol. 798. - P. 139990.
87. Li, G. R. Microstructure and Mechanical Properties of TC4 Titanium Alloy Subjected to High Static Magnetic Field [Text] / G. R. Li, F. F. Wang, H. M. Wang, J. F. Cheng // Materials Science Forum. - 2017. - Vol. 898. - P. 345 -354.
88. Li, G. R. Performance and microstructure of TC4 titanium alloy subjected to deep cryogenic treatment and magnetic field [Text] / G. R. Li, T. Qin, A. G. Fei, H. M. Wang, Y. T. Zhao, G. Chen, X. Z. Kai // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 802. - P. 50-69.
89. Сейдаметов, С. В. Магнитопластический эффект в условиях испытаний на кинетическое индентирование [Текст] / С. В. Сейдаметов, С. В. Лоскутов, М.О. Щетинина // Металлофизика и новейшие технологии. - 2015. - Т. 37. - № 5. - С. 615-624.
90. Сейдаметов, С. В. Влияние импульсной электромагнитной обработки на структурные перестройки сплава титана ВТ3-1 [Текст] / С. В. Сейдаметов, С.
B. Лоскутов // Журнал физики и инженерии поверхности. - 2016. - Т. 1. - № 1. -
C. 4-8.
91. Han, Y. Effect of an alternating magnetic field on the interfacial microstructure between molten aluminium and solid iron [Text] / Y. Han, C. Ban, Q. Ba, S. Guo, S. Wang, J. Cui // Materials Letters. - 2006. - Vol. 60. - Issue 15. - P. 1884-1887.
92. Guo, S. The effect of alternating magnetic field on the process of semi-continuous casting for AZ91 billets [Text] / S. Guo, J. Cui, Q. Le, Z. Zhao // Materials Letters. - 2005. - Vol. 59. - Issues 14-15. - P. 1841-1844.
93. Liu, Y. Z. Effects of alternating magnetic field aged on microstructure and mechanical properties of AA2219 aluminum alloy [Text] / Y. Z. Liu, L. H. Zhan, Q. Q. Ma, Z. Y. Ma, M. H. Huang // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 647. -P. 644-647.
94. Sheikholeslami, M. Energy and entropy evaluation and two-phase simulation of nanoparticles within a solar unit with impose of new turbulator [Text] / M. Sheikholeslami, M. Jafaryar, E. Abohamzeh, A. Shafee, H. Babazadeh // Sustainable Energy Technologies and Assessments. - 2020. - Vol. 39. - P. 100727.
95. Wang, Z. H. Liquid metal MHD effect and heat transfer research in a rectangular duct with micro-channels under a magnetic field [Text] / Z. H. Wang, T. Y. Lei // International Journal of Thermal Sciences. - 2020. - Vol. 155. - P. 106411.
96. Zhang, X. Experimental study on enhanced heat transfer and flow performance of magnetic nanofluids under alternating magnetic field [Text] / X. Zhang, Y. Zhang // International Journal of Thermal Sciences. - 2021. - Vol. 164. - P. 106897.
97. Курепин, М. О. Комбинированная магнитно-импульсная обработка режущего инструмента [Текст] / М. О. Курепин, А. Ю. Козлюк, А. Г. Овчаренко // Технология машиностроения. - 2010. - № 9. - С.26-29.
98. Овчаренко, А. Г. Индукторы для комбинированной магнитно-импульсной обработки инструментов различной формы [Текст] / А. Г. Овчаренко, А. Ю. Козлюк, М. О. Курепин // Обработка металлов. - 2008. - № 3. - С.11-12.
99. Li, G. R. Microstructure and performance of solid TC4 titanium alloy subjected to the high pulsed magnetic field treatment [Text] / G. R. Li, Y. M. Li, F. F. Wang, H. M. Wang // Journal of Alloys and Compounds. - 2015. - Vol. 644. - P. 750756.
100. Gong, Y. Structure refinement of pure aluminum by pulse magneto-oscillation [Text] / Y. Gong, J. Luo, J.-X. Jing, Z.-Q. Xia, Q.-J. Zhai // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 497. - Р. 147-152.
101. Li, Y. J. Grain refinement of Al-Cu alloy in low voltage pulsed magnetic field [Text] / Y. J. Li, W. Z. Tao, Y. S. Yang // Journal of Materials Processing Technology. - 2012. - Vol. 212. - Р. 903-909.
102. Zhang, L. Effects of pulsed magnetic field on microstructures and morphology of the primary phase in semisolid A356 Al slurry [Text] / L. Zhang, W. Li, J. P. Yao, H. Qiu // Materials Letters. - 2012. - Vol. 66. - Issue 1. - P. 190-192.
103. Zhang, L. Preparation of A357 Alloy Slurry by Pulsed Magnetic Field Processing [Text] / L. Zhang, J. P. Yao, H. Qiu, Q. Zhou // Metall Mater Trans B. -2012. - Vol. 43. - P. 598-602.
104. Zhang, L. Effect of low voltage pulsed magnetic field on microstructure and wear behaviour of eutectic Al-Si alloys [Text] / L. Zhang, Q. Zhou // Materials Science and Technology. - 2012. - Vol. 28. - Issue 12. - P. 1527-1530.
105. Zhang, L. Effect of Pulsed Magnetic Field on Microstructure and Mechanical Properties of Eutectic Al-Si Alloy [Text] / L. Zhang // Metall Mater Trans
B. - 2013. - Vol. 44. - P. 390-395.
106. Cheng, J. Influence of High Pulsed Magnetic Field on the Dislocations and Mechanical Properties of Al2O3/Al Composites [Text] / J. Cheng, G. Li, H. Wang, P. Li, C. Li // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2018. - Vol. 27. - P. 1083-1092.
107. Сойка, А. К. Долговременный отрицательный магнитопластический эффект в металлах, вызванный воздействием сильного импульсного магнитного поля [Труды] / А. К. Сойка, В. Г. Шепелевич // Труды БГТУ. - 2014. - №6(170). -
C. 80 - 82.
108. Wang, B. Microstructure refinement of AZ91D alloy solidified with pulsed magnetic field [Text] / B. Wang, Y. Yang, J. Zhou, W. Tong // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2008. - Vol. 18. - Р. 536-540.
109. Fu, J. W. Microstructure and mechanical properties of Mg-Al-Zn alloy under a low-voltage pulsed magnetic field [Text] / J. W. Fu, Y. S. Yang // Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, China. Materials Letters. - 2012. - Vol. 67. - Р. 252-255.
110. Zhang, L. Microstructural characteristics and mechanical properties of Mg-Zn-Y alloy containing icosahedral quasicrystals phase treated by pulsed magnetic field [Text] / L. Zhang, W. Zhou, P. H. Hu, Q. Zhou // Journal of Alloys and Compounds. -2016. - Vol. 688. - P. 868-874.
111. Шипко, М. Н. О влиянии слабых импульсных магнитных полей на процессы упорядочения в прецизионных сплавах системы Fe-Si-Al [Текст] / М. Н. Шипко, М. А. Степович, В. А. Полетаев // Вестник ИГЭУ. - 2011. - №. 5. - С. 1-3.
112. Konovalov, S. V. Change of creep velocity of Al under external energy influence [Text] / S. V. Konovalov, R. A. Filip'ev, V. I. Danilov, L. V. Zuev, V. E. Gromov // Перспективные материалы. Специальный выпуск. - 2007. - Т. 2. - С. 371-373.
113. Коновалов, С. В. Влияние электрического потенциала на процесс деформации алюминия [Текст] / С. В. Коновалов, В. И. Данилов, Л. Б. Зуев, Р. А. Филипьев, В. Е. Громов // Физическая мезомеханика. - 2006. - Том. 9. - С. 103106.
114. Дружилов, А. С. Исследовательский комплекс изучения ползучести [Текст] / А. С. Дружилов, С. В. Коновалов, Р. А. Филипьев, В. Е. Громов // Заготовительные производства в машиностроении. - 2007. - № 2. - С. 39-42.
115. Утевский, Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении [Текст] / Л. М. Утевский. - М.: Металлургия, 1973. - 584 с.
116. Фридель Ж. Дислокации [Текст] / Ж. Фридель. - М.: Мир, 1967. - 643
с.
117. Фролова, О. А. Особенности разрушения конструкционных материалов при различных условиях нагружения [Электронный ресурс]: учебное пособие [Текст] / О. А. Фролова. - Оренбург: ОГУ, 2019. - 91 с.
118. Чегуров, М. К. Основы фрактографического анализа изломов образцов из конструкционных сплавов: учеб. пособие [Текст] / М. К. Чегуров, С. А. Сорокина. - НГТУ им. Р. Е. Алексеева. - Н. Новгород, 2018. - 79 с.
119. Froes, F. H. Titanium and Its Alloys [Text] / F. H. Froes, M. Whittaker. -Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. Elsevier, 2022. - P. 287-293.
120. Митропольский, А. К. Техника статистических вычислений: монография [Текст] / А. К. Митропольский. - М.: Наука, 1971. - 576 с.
121. Шляров, В. В. Изменение микротвердости титана ВТ 1-0 при воздействии магнитным полем 0,5 Тл [Текст] / В. В. Шляров, Е. А. Анучина, Д. В. Загуляев, С. В. Коновалов // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2016. - Т. 21. - № 3. - С. 1444- 1446.
122. Milman, Y. V. Plasticity determined by indentation and theoretical plasticity of materials [Text] / Y. V. Milman, S. I. Chugunova, I. V. Goncharova // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. - 2009. - Vol. 73. - P. 12151222.
123. Шляров, В. В. Характер влияния магнитных полей с индукцией 0,6 Тл на микротвердость технически чистого титана ВТ1-0 [Текст] / В. В. Шляров, Д. В. Загуляев // Инновационные технологии в машиностроении: сборник трудов VIII Международной научно-практической конференции. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2017. - С. 66 - 68.
124. Zagulyaev, D. V. Effect of the 0.3 T magnetic field on the microhardness of commercially pure VT1-0 titanium [Текст] / D. V. Zagulyaev, S. A. Barannikova, V. V. Shlyarov, S. V. Konovalov, E. A. Anuchina // AIP Conference Proceedings. - 2016. - № 1783. - P. 1-4. - 020233.
125. Zagulyaev, D. V. Change of deformation characteristics and dislocation substructure of nonferrous metals under influence of magnetic field [Text] / D. V. Zagulyaev, S. V. Konovalov, V. V. Shlyarov, E. A. Anuchina, I. A. Komissarova, V. E. Gromov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016. - Vol. 150. - P. 1-6.
126. Шляров, В. В. Анализ изменения микротвердости, скорости ползучести и морфологии поверхности разрушения титана ВТ1 -0, деформируемого в условиях действия постоянного магнитного поля 0,3Тл [Текст] /В. В. Шляров, Д. В. Загуляев, А. А. Серебрякова // Frontier Materials and Technology. - 2022. - № 1. - С. 91-100.
127. Zagulyaev, D. Influence of constant magnetic field on plastic characteristics of paramagnetic metals [Текст] / D. Zagulyaeva, S. Konovalov, V. Shlyarov, X. Chen // Materials Research Express. - 2019. - Vol. 6. - 096523
128. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016621223 Российская Федерация Характер влияния слабых магнитных полей на микротвердость титана ВТ1-0 [Текст] / Д. В. Загуляев, С. В. Коновалов, В. В. Шляров, Е. А. Анучина; правообладатель Сиб.гос. индустр. ун-т. - № 2016621028. заявл. 25.07.2016; зарегистр. 06.09.2016.
129. Пат. № 2753845 РФ. МПК C22F 3/02. Способ обработки заготовок из технически чистого титана ВТ1-0 [Текст] / Д. В. Загуляев, В. В. Шляров; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Сибирский государственный индустриальный университет», ФГБОУ ВО «СибГИУ». - № 2021104946. заявл. 25.02.2021; опубл. 24.08.2021. Бюл. № 24.
130. Kassner, M. E. Fundamentals of Creep in Metals and Alloys [Text] / M. E. Kassner. - Elsevier Ltd, 2009. - 295 p.
131. Чадек, Й. Ползучесть металлических материалов [Текст] / Й. Чадек. -М.: Мир, 1987. - 302 с.
132. Лепин, Г. Ф. Ползучесть металлов и критерии жаропрочности [Текст] / Г. Ф. Лепин. - М.: Металлургия, 1976. - 344 с.
133. Головин, Ю. И. Обратимые и необратимые изменения пластических свойств кристаллов NaCI, вызванные действием магнитного поля [Текст] / Ю. И. Головин, Р. Б. Моргунов, Д. В. Лопатин, А. А. Баскаков, Я. Е. Евгеньев // Физика твердого тела. - 1998. - Т. 40. - №. 11. - С. 2065-2068.
134. Фрактография и атлас фрактограмм: справ. изд. пер. с англ. [Текст] / Под ред. Дж. Феллоуза. - М.: Металлургия, 1982. - 490 с.
135. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2022620330 Российская Федерация. Экспериментальные данные по изменению размеров ямок излома технически чистого титана ВТ1-0, разрушенного в условиях ползучести в постоянном магнитном поле [Текст] / В. В. Шляров, Д. В. Загуляев, К. А. Осинцев, К. В. Аксенова; правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет». - № 2022620164. заявл. 02.02.2022; зарегистр. 10.02.2022. Бюл. № 2.
136. Иванова, В. С. Количественная фрактография. Усталостное разрушение [Текст] / В. С. Иванова, А. А. Шанявский. - Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1988. - 400 с.
137. Шляров, В. В. Влияние магнитных полей на процесс пластической деформации цветных металлов [Текст] / В. В. Шляров, Д. В. Загуляев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2019. - Т. 16. -№ 3. - С. 394-398.
138. Shlyarov V. V. Deformation of commercial-purity titanium in a dc magnetic field [Текст] / V.V. Shlyarov, D. V. Zagulyaev, V. E. Gromov, A. M. Glezer, A. A. Serebryakova // Russian Metallurgy (Metally). - 2022. - № 3. - С. 25-31.
139. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2022621204 Российская Федерация. Экспериментальные данные по изменению усталостной долговечности технически чистого титана ВТ1-0, разрушенного в условиях многоцикловой усталости в постоянном магнитном поле [Текст] / К. В. Аксенова, В. В. Шляров, Д. В. Загуляев, В. Е. Громов; правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет». - № 2022620994. заявл. 04.05.2022; зарегистр. 26.05.2022.
140. Аксёнова К. В. Повышение усталостной долговечности титана ВТ1-0 при воздействии постоянного магнитного поля [Текст] / Аксёнова К. В., Загуляев Д. В., Шляров В. В. // Инженерная физика. - 2022. - № 11. - С. 25-33
141. Анучина, Е. А. Исследование микроструктуры технически чистого титана ВТ1-0 [Текст] / Е. А. Анучина, В. В. Шляров, Д. В. Загуляев, С. В. Коновалов // Фазовые превращения и прочность кристаллов: тезисы IX Международной конференции. - Черноголовка, 2016. - С. 147.
142. Иванова, В. С. Количественная фрактография. Усталостное разрушение [Текст] / В. С. Иванова, А. А. Шанявский. - Челябинск: Металлургия, 1988. - 400 с.
143. Терентьев, В. Ф. Усталость металлических материалов [Текст] / В. Ф. Терентьев. - M.: Наука, 2002. - 248 с.
144. Коцаньда, С. Усталостное разрушение металлов [Текст] / С. Коцаньда. - М.: Металлургия, 1976. - 455 с.
145. Фрактография и атлас фрактограмм [Текст] / Под ред. Дж. Феллоуза. -М.: Металлургия, 1982. - 489.
146. Энгель, Л. Растровая электронная микроскопия. Разрушение [Текст] / Л. Энгель, Г. Клингеле. - М.: Металлургия, 1986. - 232 с.
147. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2022620980 Российская Федерация. Расстояние между регулярными усталостными бороздками в структуре технически чистого титана ВТ1 -0, разрушенного в условиях многоцикловой усталости в постоянном магнитном поле [Текст] / В.В. Шляров, Д.В. Загуляев, К.В. Аксенова; правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет». - № 2022620817. заявл. 15.04.2022; зарегистр. 26.04.2022.
148. Aksenova, K. Influence of constant magnetic field upon fatigue life of commercially pure titanium [Текст] / K. Aksenova, D. Zaguliaev, S. Konovalov, V. Shlyarov, Y. Ivanov // Materials. - 2022. - Vol. 15. № 19. - 6926.
149. Shlyarov, V. V. Fatigue failure of VT1-0 and A5M alloys under a constant magnetic field [Текст] / V. V. Shlyarov, K. V. Aksenova, D. V. Zaguliaev, K. A. Osintsev, Yu. F. Ivanov // AIP Conference Proceedings. - 2023. - Vol. 2899(1). -020133.
150. Shlyarov, V. V. Evolution of the fracture surface of commercially pure VT1-0 titanium subjected to multicycle fatigue in a constant magnetic field [Текст] / V. V. Shlyarov K. V. Aksenova, D. V. Zaguliaev, A. A. Serebryakova // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2023. - Т. 17. - № 1. -P. 144-149.
151. Хирш, П. Электронная микроскопия тонких кристаллов [Текст] / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон и др. - М.: Мир, 1968. - 574 с.
152. Конева, Н. А. Структура и источники дальнодействующих полей напряжений ультрадисперсной меди [Текст] / Н. А. Конева, Э. В. Козлов, Н. А. Попова, Ю. Ф. Иванов и др. // Сб. «Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов». - Екатеринбург: УрО РАН. - 1997. - С. 125-140.
153. Иванов, Ю. Ф. Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения [Текст] / Ю. Ф. Иванов, Е. В. Корнет, Э. В. Козлов, В. Е. Громов. - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2010. - 174 с.
154. Aksenova, K. V. Increasing the fatigue life of VT1-0 titanium under the influence of a constant magnetic field / K. V. Aksenova, V. V. Shlyarov, D. V. Zagulyaev, Yu. F. Ivanov, H. M. Mohan // Technical Physics Letters. - 2024. - T. 50(1). - P. 13-18.
155. Серебрякова, А. А. Поведение металлов и сплавов под влиянием магнитного поля / А. А. Серебрякова, В. В. Шляров, Д. В. Загуляев [Текст] // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. - 2024. -№ 1(47). -С. 9-18.
156. Gudala, S. Evolution of Dislocation Substructures of Fatigue Fracture of Titanium Under Constant Magnetic Field / S. Gudala, V. Shlyarov, K. Aksenova, D. Zaguliaev, A. Serebryakova // Metallography, Microstructure, and Analysis. - 2025. -Vol. 14. - P 279-286.
157. Winkler, R. Spin-orbit coupling in solids [Text] / R. Winkler // Encyclopedia of Condensed Matter Physics (Second Edition). - Vol. 2. - 2024. - P. 186-192.
158. Gerhards, L. Modeling spin relaxation in complex radical systems using MolSpin [Text] / L. Gerhards, C. Nielsen, D.R. Kattnig, P. J. Hore // Journal of Computational Chemistry. - 2023. - Vol. 44(19). - P. 1234-1246.
159. Зуев Л. Б. Физика электропластичности щелочно-галоидных кристаллов [Текст]. - Новосибирск: Наука, 1990. - 120 с.
160. Зуев Л. Б. Электрические поля и пластичность кристаллов [Текст] // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - №9.
161. Molotskii, M. Theoretical basis for electro- and magnetoplasticity [Text] / M. Molotskii // Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing. - 2000. - Vol. 287(2). - P. 248-258.
162. Molotskii, M. Dislocation Paths in a Magnetic Field [Text] / M. Molotskii, V. Fleurov // Journal of Physical Chemistry B. - 2000. - Vol. 104(16). - P. 3812-3816.
163. Рау, В. Г. Статистические модели в квантовой физике экологии и экономике: учебное пособие [Текст] / В. Г. Рау, Т. Ф. Рау, А. В. Малеев. - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2015. - 144 с
164. Акулин, В. М. Динамика сложных квантовых систем [Текст]. -Москва, 2009. - 496 с.
165. Шляров, В. В. Современные аспекты исследования влияния внешних магнитных полей на деформационные характеристики металлических материалов [Текст] / В. В. Шляров, А. А. Серебрякова, К. В. Аксенова, Д. В. Загуляев // Вестник СибГИУ. - 2025. - № 4(54). - С. 41-59.
166. Бучаченко А. Л. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях [Текст] / А. Л. Бучаченко, Р. З. Сагдеев, К. М. Салихов; отв. ред. Ю. Н. Молин. - Новосибирск: Наука, 1978. - 296 с.
167. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025660722 Российская Федерация. Прогностическая модель деформации пара-и диамагнетиков в магнитном поле до 1Тл / В. В. Шляров, А. А. Серебрякова, К. В. Аксенова, Д. В. Загуляев; правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет». - № 2025617568; заявл. 01.04.2025; зарегистр. 25.04.2025.
168. Ren, J. Phase transformation behavior in titanium single-crystal nanopillars under [0001] orientation tension: A molecular dynamics simulation [Text] / J. Ren, Q. Sun, L. Xiao, X. Ding, J. Sun // Computational Materials Science. - 2014. - Vol 92. -P. 8-12
169. Maurya, S. K. Atomistic analyses of HCP-FCC transformation and reorientation of Ti in Al-Ti multilayers [Text] / S. K. Maurya, J. Nie, A. A. Alankar // Computational Materials Science. - 2021. - Vol 192. - P. 110329.
170. Suzuki H. Segregation of Solute Atoms to Stacking Faults [Text] / H. Suzuki // Journal of the Physical Society of Japan. - 1962. Vol. 17. - No. 2. - P. 322325.
171. Загуляев Д. В., Шляров В. В., Серебрякова А. А., Громов В. Е., Перегудов О. А. Влияние постоянных магнитных полей на деформационное поведение цветных металлов [Текст]. - Новокузнецк: Полиграфист. - 2024. - С. 155.
172. Шляров, В. В. Влияние постоянного магнитного поля на усталостную долговечность диамагнетиков: роль эффекта Зеемана в усталостной прочности цветных металлов [Текст] / В. В. Шляров, А. А. Серебрякова, К. В. Аксенова, Д. В. Загуляев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2025. - № 3(75). - С. 66-80.
140
ПРИЛОЖЕНИЕ
Настоящее приложение содержит документальные подтверждения практической значимости результатов диссертационного исследования. Установленные в работе фундаментальные закономерности влияния слабого постоянного магнитного поля на механические характеристики технически чистого титана открывают возможности для разработки новых, энергоэффективных технологических режимов магнитной обработки. Практическое применение данных подходов ориентировано на повышение эксплуатационной надежности и усталостной долговечности деталей и узлов, работающих в условиях высоких знакопеременных нагрузок и агрессивных сред.
Перспективы масштабирования выявленных эффектов и возможность использования предложенных технологических решений в реальном промышленном секторе подтверждаются соответствующими документами от предприятий:
• Справка о возможности внедрения технологии, выданная участком производства сульфата аммония коксохимического производства филиала «ЗСМК» ПАО «ЕВРАЗ».
• Справка о возможности применения результатов исследования, выданная ООО «Спецком» (г. Мыски).
Результаты этой диссертационной работы были эффективно интегрированы в сферу научно-исследовательской практики, а также использованы в образовательной системе, направленной на обучение и развитие студентов Сибирского государственного индустриального университета. Представленные ниже документы свидетельствуют о целесообразности дальнейших опытно-конструкторских работ и потенциале коммерциализации технологии магнитной обработки в условиях действующих производств.
¿ЖЙ^Йректор по НиВД
Ч V -а ч . х ,I 1Г1 тталАлллл«
профессор ^з^В. Коновалов Л - 2026
Справка
об использовании результатов диссертационной работы [Шнроьа «ВЛИЯНИЕ [ ЮСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА ВТ 1-0»
Результаты диссертационной работы Шлярова Виталия Владиславовича представленной на списка) 1ие ученой степени кандидата физико-математических наук но специальности 1,3.8 - физика конденсированного состояния непользуются к научной и учебной деятельности ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», а именно установленные в работе положения нашли отражение в лекционном материале и практических заданиях г го дисциплинам «Материаловедение к технологии материалов», «Методы исследования структуры и свойств мазериалов», «Механические свойства сплавов и композитов». «Основы получения и обработки материалов», «Получение и свойства вт.тсокопрочЕНЧХ материалов», «Получение цветных сплавов ^ улучшениями свойствами», «Методология выбора материалов н технологий в машиностроении», «Основные механические свойства и методы и,1! определения», «Основы материаловедения и технологии материалов», «Физика твердою тела», «Физические основы прочности материалов, «Прочность и разрушение материалов», «Физические свойства материалов^:.
Обучающиеся бакалавриата по направлению 22.03,01 «Материаловедение и технологии материалов», используют результаты работы при написаний курсовых и дипломных проектов, Аспиранты направлений 2.6.17 - Материаловедение, 13.8 ■ Фх^ика конденсированного состояния руководствуются основными выводами работы грн написании аналитических, литературных обзоров и формировании кандидатских диссертаций.
Научная составляющая полученных результатов задействована при выполнении проектов, финансируемых различными фондами, в том числе 11р.и выполнении следующих проектов:
I. Проект № 21-79-00 Л 8 «Выявление физических закономерностей изменения усталостною ресурса титана при разрушении в магнитных полях»
СПРАВКА
о промышленном использовании результатов научно-исследовательской работы
Научно-исследовательская работа «Влияние постоянного магнитного поля на механические свойства титана ВТ1-0», выполненная в инициативном порядке в ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет» соискателем ученой степени кандидата физико-математических наук Шляровым Виталием Владиславовичем, научный руководитель доктор технических наук Загулясв Дмитрий Валерьевич.
Представленные результаты исследования показали положительное влияние магнитных полей на улучшение механических свойств титановых изделий и повышение эксплуатационных характеристик деталей из титана, что может привести к увеличению срока службы оборудования, эксплуатируемого в химической промышленности.
Таким образом, представленная научно-исследовательская работа обладает высоким потенциалом для промышленного применения при разработке технологических карт ремонта и упрочнения ответственных деталей металлургического оборудования. В частности, результаты данного исследования могут быть применены для ремонта титановых вентилей на сернокислотном растворе участка производства сульфата аммония коксохимического производства филиала «ЗСМК» ПАО "ЕВРАЗ"
Справка подтверждает практическую значимость и не является основанием для финансовых претензий.
Главный специалист технологического отдела
КХП филиала «ЗСМК» ПАО "ЕВРАЗ
УТВЕРЖДАЮ Исполнительный директор
Ивойлов А-В.
ЛУ ^¿¿¿¿AsrrSL- ■ 2026
т
СПРАВКА
о промышленном внедрении результатов научно-исследовательской работы
Научно-исследовательская работа «Влияние постоянного магнитного гщля ш механические свойства титана ВП-О», выполненная в инициативном порядке в <t>l БОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет» соискателем ученой степени кандидата физико-математических наук Шняровым Виталием Владиславовичем, научный руководитель доктор технических наук Загулзев Дмитрий Валерьевич.
Обработка титана постоянным магнитным полем представляет собой перспективное направление для повышения качества и эксплуатвционных характеристик титановых изделий. Это особенно актуально для автомобильной промышленности где титан используется для создания прочный, легких и устойчивых к коррозии деталей, таких как диски и лопатки компрессоров.
Известна проблема разрушения лопаток компрессоров, изготавлиндемых из титановых спладов, которые разрушаются в области мноюцикловой усталости. Поэтому обеспечение работоспособности данного узла является весьма актуальной проблемой. В работе В В. Шлярова установлено, что под воздействием постоянного магнитного поля происходит относительное снижение микретвердоегн на 2-К % в .зависимости от величины магнитной индукции; наблюдается увеличение скорость ползучести на установившейся стадии процесса с увеличением индукции; 30,71% - 0,3 Тл, 44,94% - 0,4 Тл, -9,83 - 0,5 Тл: также наблюдается кратное увеличение усталостной долговечности uptr 0,3 Тл — 64%, 0,4 Тл — 123%, 0,5 Тл - 163%. Исследования тонкой структуры материала методами современного физическою материаловедения покачали, что испытания п отсутствии магнитного ноля сопровождаются формированием структуры, имеющей относительно более высокий уровень внутренних полей напряжений. Следовательно, усталостные испытания в магнитном поле приводят к релаксации внутренних полей напряжений.
Обработка титана постоянным магнитным полом ■ уго инновационная технология, которая монист существенно повлиять на развитие автомобильной промышленности. Бе внедрение полвини! создавать более не1тсис, прочные и долговечные автомобили, что отвечает запросам современных производителей и потребителей.
Документ подтверждает практическую значимость диссертационно то исследования и не является основанием для финансовых претензий.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.