Методики лаборатории физики прочности и пластичности
Осуществление больших пластических деформаций (в том числе в криогенных условиях) методами квазигидроэкструзии, прокатки, волочения и их сочетания.
Формирование в металлах и сплавах структур нанометрового масштаба
![]() Зависимость среднего размера ячейки в Cu от степени деформации прокаткой при различных температурах: |
![]() Распределение ячеек по размеру в Zr, деформированном прокаткой при 300 К (e=3,9) |
Характеристики наноструктурных образцов Zr и Zr1Nb
Материал | D,нм | Nd, см2 Плотность дислокаций |
Cv 102 Объёмная доля границ |
Zr | 82 | 3.4x1010 | 4.3 |
ZrlNb | 61 | 1.5x1011 | 3.4 |
Эффекты упрочнения
Дополнительное упрочнение аустенитной стали при комбинированной деформации с различными эпюрами в криогенных условиях ![]() Зависимость микротвердости стали Х18Н10Т от степени деформации волочением при 77 К (1), квазигидроэкструзией при 77 К (2) и их сочетании (3); E1 и E2 – доли деформации волочением и квазигидроэкструзией, соответственно. |
Увеличение характеристик прочности аустенитной стали в результате больших криогенных деформаций квазигидроэкструзией ![]() Зависимость предела текучести при 300 К образцов стали Х18Н10Т от степени деформации квазигидроэкструзией при 300 К (1), 77 К (2) и 20,4 К (3). |

Применение противодавления препятствует нарушению сплошности материалов с низкой пластичностью, деформируемых методом криогенной квазигидроэкструзии (сталь ст50, Т=77 K).

Микроструктура (а) и электронограмма (б) стали Х18Н10Т после квазигидроэкструзии при 77 К на 45% и последующего отжига при 750 К.
Механические испытания на растяжение и сжатие в области температур 4,2….1000 К

Охрупчивание хрома при низких температурах.
Температурные зависимости предела текучести σТ и напряжения хрупкого разрушения σf (штриховая линия) монокристаллического хрома ориентации.

Микроструктура поверхности разрушения сплава ВХ-2К (а) и монокристалла хрома (б) в области вязко-хрупкого перехода. Охрупчивание хрома при низких температурах.
Магнитные и ультразвуковые обработки конструкционных и функциональных материалов
Проявление релаксационных эффектов в конструкционных материалах в результате ультразвукового и магнитного воздействия
Увеличение ударной вязкости и снижение температуры вязко-хрупкого перехода сварного соединения корпусной стали 15Х2НМФА в результате воздействия переменного магнитного поля ![]() Температурные зависимости ударной вязкости стандартных образцов Шарпи основного материала (1), сварного соединения до магнитной обработки (2) и после обработки (3). |
Увеличение ударной вязкости корпусной стали 15Х2НМФА в результате ультразвукового воздействия ![]() Температурная зависимость ударной вязкости образцов Шарпи стали в состоянии поставки (1) и после ультразвукового воздействия (2). |
Влияние режимов ультразвукового воздействия на изменение микротвердости наноструктурного сплава Zr-2,5Nb ![]() Зависимость Нμ от экспозиции ультразвукового воздействия для УЗ=200 МПа (1) и УЗ=85 МПа (2). |
Проявление релаксационных эффектов в функциональных материалах в результате ультразвукового воздействия
Увеличение механической устойчивости металлооксидного соединения YBaCuO ![]() Зависимость предела прочности от продолжительности УЗ воздействия: |
Увеличение критических токов технических сверхпроводников ![]() Полевые зависимости плотности критического тока многожильного (n=55) сверхпроводящего провода на основе Nb3Sn: |
Ползучесть в области температур 4,2…..700 К
Проявление структурной неустойчивости и эффектов магнитной обработки в изменении скорости ползучести облученной корпусной стали ![]() Зависимости скорости ползучести при Т=600 К от напряжения для корпусной стали: |
Влияние режимов механико-термических обработок на ползучесть циркония ![]() Зависимости скорости ползучести при Т=300 К (1,2,3) и 700 К (4,5,6) от напряжения для циркония: |
Малоамплитудная (знакопеременный консольный изгиб ) и малоцикловая (знакопеременное кручение) усталость в области температур 4,2…..400 К
Влияние температуры испытаний на малоамплитудную усталость Zr и сплава Zr1Nb ![]() Кривые усталости сплава Zr1Nb (1, 2) и Zr (3,4) при испытаниях на знакопеременный консольный изгиб при 293 К (1,3) и 77 К (3,4) |
![]() Структура поверхности вблизи места разрушения образца из сплава Zr1Nb после усталостных испытаний при 293 К с амплитудой напряжений σа = 500 МПа |
Измерение низкочастотного внутреннего трения и упругих модулей в области температур 4,2…..1000 К
Разложение на пики экспериментальных кривых внутреннего трения ультрамелкозернистого (УМЗ) титанового сплава ВТ6, деформированного прокаткой при 77 К на 60 % ![]() Температурная зависимость |
Уменьшение модуля сдвига титанового сдвига сплава ВТ6 в результате криогенных (77 К) деформаций ![]() Температурные зависимости модуля сдвига: |
Измерение электросопротивления в интервале температур 4,2….700 К и расчеты микроскопических параметров металлов; металлография и трансмиссионная микроскопия

Микроструктура деформированного монокристалла хрома.
Зарождение трещины в месте пересечения двойников (а);
остановка трещины на границе двойника (б);
при встрече с другой трещиной (в);
релаксация напряжений в устье трещины двойникованием (г);
скольжением (д).

Двойники (а) и микродвойники (б)в деформированном при 4,2 К цирконии
Рассчитанные с использованием характеристик температурной зависимости электросопротивления усредненные по поверхности Ферми эффективные микроскопические параметры Nb и Та в различных структурных состояниях:
λ - константа электрон-фононного взаимодействия;
Ωр – плазменная частота,
VF – фермиевская скорость,
N(0) – плотность состояний,
z – приведенная частота столкновений
Материал | α | Ω p, эВ | VF, 108см/с | N(0), сост./эВ∙атом | z |
Чистый Nb | 1,148 | 9,32 | 0,663 | 1,357 | 0,204 |
Nb с примесями | 1,133 | 9,83 | 0,728 | 1,237 | 1,127 |
Деформированный Nb | 1,181 | 8,65 | 0,588 | 1,533 | 1,404 |
Чистый Nf | 0,817 | 8,12 | 0,611 | 1,216 | 0,064 |
Ta с примесями | 0,804 | 8,16 | 0,627 | 1,191 | 1,183 |
Измерение критических параметров сверхпроводников в различных структурных состояниях

Критические токи технических сверхпроводников на основе Nb3Sn в условиях приложения растягивающих нагрузок.
Изменения Jс многожильного (n=7225) проволочного композита при растяжении (1) и в разгруженном состоянии (2)

Изменение критических токов сверхпроводника Nb-Ti в результате отжигов при 670 К.
Зависимость Jc (Н=5 Тл, Т=4,2К) от ζ для образцов, деформированных волочением при 300 (1) и 77 К (2).
Корреляция плотности критического тока и нормальной компоненты тока для моноатомных сверхпроводников II рода.

Зависимости, соответствующие вязкому течению вихревой решетки, для ниобия с высокой (~1011 см-2) плотностью равномерно распределенных дислокаций:
а – плотности нормальной компоненты тока J1 (1) и плотности критического тока Jc (2) от приведенной индукции;
b - б J1/Jc от b Критические токи технических сверхпроводников на основе Nb3Sn в условиях приложения растягивающих нагрузок.