Упругие модули и внутреннее трение малоактивируемых ферритно-мартенситной и аустенитной сталей
Чернов В.М.1, Мороз К.А.1, Кардашев Б.К.2, Леонтьева-Смирнова М.В.1
1Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара (АО "ВНИИНМ"), Москва, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: kamoroz@bochvar.ru
Поступила в редакцию: 24 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 11 февраля 2026 г.
Принята к печати: 13 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.
Методом динамической механической спектроскопии в низком (0.5-30.0 Hz, температуры 25 o С-400 oC) и ультразвуковом (100 kHz, температуры -170 o С-25 oC) диапазонах частот исследованы упругие (модули Юнга) и релаксационные (амплитудно- независимое внутреннее трение) свойства ферритно-мартенситных малоактивируемой ЭК-181 (Fe-12Cr-2W), сильно-длительно активируемой ЭП-823 (Fe-12Cr-Ni-Mo-Nb-Si) и малоактивируемой аустенитной Fe-Cr-Mn (Fe-10Cr-20Mn-2W) сталей. В исследованных температурных интервалах микроструктуры ферритно-мартенситных сталей стабильны. В аустенитной стали Fe-Cr-Mn в диапазоне температур 0 o С-20 oC наблюдается частотно-независимые скачкообразные изменения модуля Юнга и внутреннего трения (магнитный фазовый переход). Значения упругого модуля стали ЭК-181 выше модуля стали ЭП-823. Упругие модули сталей ЭК-181 и ЭП-823 выше модулей стали Fe-Cr-Mn. Упругие модули ферритно-мартенситных сталей выше, а аустенитной - ниже упругого модуля армко-Fe. В сталях ЭК-181 и ЭП-823 релаксационных пиков C, O, N не наблюдалось. В аустенитной Fe-Cr-Mn-стали наблюдался релаксационный пик типа Зинера (температура около 300 oC, энергия активации 186 kJ/mol). Ключевые слова: ферритно-мартенситная сталь, аустенитная сталь, модуль Юнга, структурно-фазовое состояние, термическая обработка, магнитный фазовый переход, внутреннее трение, динамическая механическая спектроскопия, усталость металла.
- R.L. Klueh, D.R. Harries. High-chromium ferritic and martensitic steels for nuclear applications (ASTM Stock Number MONO3, 2001)
- Л.И. Иванов, Ю.М. Платов. Радиационная физика металлов и ее приложения (Интерконтакт Наука, М., 2002)
- В.В. Сагарадзе, А.И. Уваров. Упрочнение и свойства аустенитных сталей (РИО УрО РАН, Екатеринбург, 2013)
- А.А. Никитина, В.С. Агеев, М.В. Леонтьева-Смирнова, Н.М. Митрофанова, И.А. Науменко, А.В. Целищев, В.М. Чернов. Атомная энергия, 119 (5), 292 (2015)
- Б.А. Калин, П.А. Платонов, Ю.В. Тузов, И.И. Чернов, Я.И. Штромбах. Физическое материаловедение. Т. 6. Конструкционные материалы ядерной техники (НИЯУ МИФИ, М., 2021)
- A.S. Nowick, B.S. Berry. Anelastic Relaxation in Crystalline Solids (Academic Press, NY.-London, 1972)
- В.С. Постников. Внутреннее трение в металлах (Металлургия, М., 1974)
- M.S. Blanter, I.S. Golovin, H. Neuhauser, H.-R. Sinning. Internal Friction in Metallic Materials: a Handbook (Springer, 2007)
- И.С. Головин. Внутреннее трение и механическая спектроскопия металлических материалов (Издат. дом МИСиС, М., 2012)
- С.П. Никаноров, Б.К. Кардашев. Упругость и дислокационная неупругость кристаллов (Наука, М., 1985)
- А.Г. Самойлов, В.С. Волков, М.И. Солонин. Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов: учебник для вузов (Энергоатомиздат, М., 1996)
- В.Ф. Терентьев, С.А. Кораблева. Усталость металлов (Наука, М., 2015)
- М.В. Леонтьева-Смирнова, А.Н. Агафонов, Г.Н. Ермолаев, А.Г. Иолтуховский, Е.М. Можанов, Л.И. Ревизников, В.В. Цвелев, В.М. Чернов, Т.М. Буланова, В.Н. Голованов, З.О. Островский, В.К. Шамардин, А.И. Блохин, М.Б. Иванов, Э.В. Козлов, Ю.Р. Колобов, Б.К. Кардашев. Перспективные материалы, 6, 40 (2006)
- В.М. Чернов, М.В. Леонтьева-Смирнова, М.М. Потапенко, Н.А. Полехина, И.Ю. Литовченко, А.Н. Тюменцев, Е.Г. Астафурова, Л.П. Хромова. ЖТФ, 86 (1), 99 (2016)
- К.А. Мороз, В.М. Чернов, М.В. Леонтьева-Смирнова, Е.М. Можанов. ПМ, 2, 39 (2022). DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-39-47
- В.М. Чернов, Б.К. Кардашев, К.А. Мороз. ЖТФ, 86 (7), 57 (2016). DOI: 10.1134/S1063784216070070
- B.K. Kardashev, V.M. Chernov. Mater. Sci. Eng. A, 521-522, 329 (2009). DOI: 10.1016/j.msea.2009.02.040
- В.М. Чернов. ФТТ, 65 (5), 717 (2023). DOI: 717-728.10.21883/FTT.2023.05.55487.28
- N. Polekhina, V. Linnik, I. Litovchenko, K. Almaeva, S. Akkuzin, E. Moskvichev, V. Chernov, M. Leontyeva-Smirnova, N. Degtyarev, K. Moroz. Metals, 12, 1928 (2022). DOI: 10.3390/met12111928
- В.В. Рощупкин, М.М. Ляховицкий, Н.А. Минина, М.А. Покрасин, И.А. Афанасьев, Н.Л. Соболь, А.И. Чернов. Теплофизика высоких температур, 42 (6), 873 (2004).