Мовчан Д. М. Міжатомна взаємодія і фазові перетворення у сплавах на основі систем Fe-H і Ni-H.

Теоретично і експериментально досліджено вплив водню на термодинамічну стабільність твердих розчинів на основі заліза і нікелю. За допомогою ab initio розрахунків електронної структури досліджено міжатомну взаємодію в системах Fe-H, Ni-H і Fe-Ni. Отримані енергії зв'язку Fe-Fe, Ni-Ni, Fe-Ni, Fe-H, Ni-H і H-H дозволяють пояснити розщеплення ? рефлексів на дифрактограмах насичених воднем аустенітних сталей і сплавів залізо-нікель існуванням ближнього атомного розшарування у твердому розчині заміщення. Роль водню полягає у виявленні цього явища завдяки різній енергії зв'язку атомів водню з атомами заліза і нікелю і, відповідно, різній розчинності водню в областях, збагачених залізом або нікелем. Результати теоретичних розрахунків підтверджено методами рентгенівської дифракції і електронної просвічуючої мікроскопії. Розрахунки впливу водню на енергію когезії в гцк і гщу фазах у Fe-Cr-Mn сталях вказують на те, що за наявності водню марганець не інтенсифікує "гамма"-"епсилон" перетворення, а навпаки послаблює його, що, на перший погляд, суперечить впливу марганцю на енергію дефектів пакування у гцк залізі. Порівняння з існуючими подібними розрахунками для Fe-Cr-Ni сталі приводить до висновку, що Fe-Cr-Ni сталь більш схильна до викликаного воднем "гамма"-"епсилон" перетворення, ніж Fe-Cr-Mn. Цей результат підтверджено порівнянням з наявними експериментальними даними для наводнених CrNi та CrNiMn сталей, що дозволяє припустити неадитивність впливу легувальних елементів на енергію дефектів пакування при комбінованому легуванні заліза і за наявності водню. В результаті рентгенографічного дослідження насиченого воднем нікелю встановлено, що, всупереч поширеним уявленням, так званий "гідрид нікелю" є насправді твердим розчином, який утворюється внаслідок розриву змішуваності в системі нікель-водень, а не хімічною сполукою.