A. R. Kuznetsov, S. A. Starikov

THE BAIN AND ORTHORHOMBIC PATHS OF STRUCTURAL-PHASE TRANSFORMATIONS IN A TRANSITION METAL (V)

The energy of the Bain and orthorhombic paths of structural-phase transformations in a transition metal (V) under uniaxial deformation is studied by the ab-initio method. The orthorhombic path of transformation is refined in view of its symmetry. The softest branches of the phonon spectrum for the Bain path, responsible for the loss of structure stability, are found from the calculation of the phonon spectrum as a function of strain. The nature of the loss of stability is revealed, and the strain at which stability is lost under both tension and compression is evaluated. The most probable mechanisms determining the structure stability and the theoretical strength of the transition metal V are discussed. The results can relate to experimental situations of the deformation of small, defect-free regions, for example, in nanostructured materials, when surface layers are modified by plastic deformation, during nanoindentation, and during ultra-high plasticity of V-based alloys.

Acknowledgement: The work was performed under the state assignment from the Russian Ministry of Science and Higher Education (theme Structure, No 122021000033-2). The Uran supercomputer, IMM UB RAS, was used for the calculations.

А. Р. Кузнецов, С. А. Стариков

БЕЙНОВСКИЙ И ОРТОРОМБИЧЕСКИЙ ПУТИ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПЕРЕХОДНОМ МЕТАЛЛЕ (ВАНАДИИ)

Первопринципным методом изучена энергетика бейновского и орторомбического путей структурно-фазовых превращений при одноосной деформации переходного металла (ванадия). Уточнен орторомбический путь превращения с учетом его симметрии. В результате расчета фононного спектра в зависимости от деформации найдены наиболее мягкие ветви фононного спектра для бейновского пути, ответственные за потерю устойчивости структуры. Выявлен характер потери устойчивости, а также оценена величина деформации, при которой теряется устойчивость как при растяжении, так и при сжатии. Отмечены наиболее вероятные механизмы, определяющие устойчивость структуры и теоретическую прочность переходного металла V. Результаты могут относиться к ситуациям в эксперименте, когда деформируются малые, свободные от дефектов области, например, в наноструктурированных материалах при модифицировании поверхностных слоев пластическим деформированием, при наноиндентировании, при сверхвысокой пластичности сплавов на основе V.

Благодарность: Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России по теме «Структура» № 122021000033-2. Расчеты проведены с использованием суперкомпьютера «Уран» ИММ УрО РАН.