Взаимосвязь между дефектами микроструктуры и коррозионной стойкостью металлических сплавов уже давно является предметом изучения материаловедения и физики конденсированного состояния. В данном исследовании изучается влияние нагрева высокой энергией с помощью токов высокой частоты на динамику дислокаций в металлических материалах в условиях повышенной коррозионной стойкости. Обработка токами высокой частоты вызывает быстрый локализованный нагрев, создавая температурные градиенты и механические напряжения, которые изменяют дислокационную структуру. В ходе экспериментов исследовались два промышленных сплава: алюминиевый сплав, который подвержен точечной коррозии, и аустенитная нержавеющая сталь, склонная к межкристаллитной коррозии. Микроструктурные и коррозионные исследования проводились при помощи следующих методов: просвечивающая электронная микроскопия, рентгеновская дифракция и дифракция обратного рассеяния электронов. Результаты показывают, что высокоэнергетический нагрев значительно снижает плотность дислокаций и способствует их кластеризации, что снижает концентрацию напряжений и повышает однородность микроструктуры. Одновременно образование стабильного оксидного слоя, ускоряемое термической активацией, улучшает пассивацию и электрохимическую стабильность в агрессивных средах. Синергетический эффект модификации дислокаций и окисления поверхности приводит к заметному повышению коррозионной стойкости, особенно в материалах, подверженных точечной и межкристаллитной коррозии. Также воздействия токами высокой частоты могут применяться при изучении физических основ электропластического эффекта и при залечивании микротрещин в металлах и сплавах. Исследования подчеркивают потенциал обработки током высокой частоты как метода двойного назначения для оптимизации как механической целостности, так и коррозионных характеристик конструкционных сплавов, предлагая перспективные области применения в аэрокосмической, морской и энергетической отраслях, где долговечность в суровых условиях имеет решающее значение.
The relationship between microstructural defects and corrosion resistance of metallic alloys has long been a subject of study in materials science and condensed matter physics. This study investigates the effect of high-energy heating using high-frequency currents on the dynamics of dislocations in metallic materials under conditions of increased corrosion resistance. High frequency current treatment causes rapid localized heating, creating temperature gradients and mechanical stresses that alter the dislocation structure. Two commercial alloys were studied in the experiments: an aluminum alloy susceptible to pitting corrosion and an austenitic stainless steel susceptible to intergranular corrosion. Microstructural and corrosion studies were performed using transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and electron backscatter diffraction. The results show that high-energy heating significantly reduces the dislocation density and promotes their clustering, which reduces stress concentration and improves microstructural homogeneity. At the same time, the formation of a stable oxide layer accelerated by thermal activation improves passivation and electrochemical stability in aggressive environments. The synergistic effect of dislocation modification and surface oxidation results in a significant increase in corrosion resistance, especially in materials susceptible to pitting and intercrystalline corrosion. High-frequency current treatments can also be used to study the physical basis of the electroplastic effect and to heal microcracks in metals and alloys. The studies highlight the potential of high-frequency current treatment as a dual-purpose method for optimizing both the mechanical integrity and corrosion performance of structural alloys, suggesting promising applications in the aerospace, marine and energy industries, where durability in harsh environments is critical.

В работе рассматриваются такие нелинейные явления в физике конденсированного состояния, как дискретные бризеры (ДБ) и делокализованные нелинейные колебательные моды (ДНКМ). ДБ - это пространственно-локализованные колебательные моды большой амплитуды, существующие при условиях нелинейности межатомных взаимодействий и дискретности среды. Частота колебаний ДБ лежит вне фононного спектра низкоамплитудных колебаний кристалла и не резонирует с фононами, т. е. не тратит свою энергию на их возбуждение. ДНКМ - это колебательные моды, проявляющиеся в кристаллических решетках с трансляционной симметрией, которые существуют для любых амплитуд колебаний и независимы от типа взаимодействия между элементами системы. Авторами в ранних работах была установлена связь между ДБ и ДНКМ. В настоящей работе исследуется трехмерная объемно-центрированная кубическая (ОЦК) решетка с взаимодействиями между ближайшими и вторыми соседями, описываемыми межатомным потенциалом β-Ферми-Паста-Улама-Цингоу (ФПУЦ). Анализируются свойства ДНКМ с волновым вектором на границе первой зоны Бриллюэна. ДНКМ являются точными решениями уравнений движения, которые могут быть найдены из анализа только симметрии ОЦК решетки. Произведены расчеты частотных характеристик ДНКМ для случая мягкой и жесткой ангармоничности. В случае жесткой ангармоничности четыре ДНКМ имеют частоты, бифуркационные с верхнего края фононного спектра и растущие с амплитудой. Путем наложения локализующих функций на эти ДНКМ получены различные ДБ, которые были отнесены к квази-бризерам. Они не являются одночастотными колебательными модами с конечным временем жизни и образуются благодаря преодолению силы межсайтового потенциала. В результате исследования были получены шесть долгоживущих квази-бризеров на основе четырех ДНКМ с частотами выше фононной полосы. Результаты этого исследования подтверждают эффективность поиска долгоживущих квази-бризеров в сложных решетках, начиная с анализа ДНКМ. В дальнейшем полученные квази-бризерные решения могут быть использованы в качестве начальных условий для итерационной процедуры поиска точных ДБ. Таким образом, представленная работа демонстрирует практический подход к поиску ДБ в решетках высокой размерности.
The paper considers such nonlinear phenomena in condensed matter physics as Discrete Breezers (DB) and delocalised nonlinear vibrational modes (DNVM). DB are spatially localised vibrational modes of large amplitude that exist under conditions of nonlinearity of interatomic interactions and discreteness of the medium. The oscillation frequency of DB lies outside the phonon spectrum of low-amplitude crystal vibrations and does not resonate with phonons, i.e. it does not waste its energy on their excitation. DNVM are vibrational modes manifested in crystal lattices with translational symmetry, which exist for any oscillation amplitudes and regardless of the type of interaction between the elements of the system. In early works, the authors established a connection between DB and DNVM. A three-dimensional Body Centered Cubic (BCC) lattice with nearest and next-nearest interactions described by the β-Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou (FPUT) interatomic potential is investigated. Properties of DNVM with the wave-vector on the boundary of the first Brillouin zone are analysed. DNVM are exact solutions to the equations of motion that can be found from the analysis of only the symmetry of the bcc lattice. Frequency response of DNVM for the case of soft- and hard-type anharmonicity is calculated. In the case of hard-type anharmonicity, four DNVM have frequencies bifurcating from the upper edge of the phonon spectrum and growing with the amplitude. By superimposing localisation functions on these DNVM, various DB were obtained, which were attributed to quasi-breezers. They are not single-frequency oscillatory modes with a finite lifetime and are formed due to overcoming the strength of the intersite potential. As a result of the study, six long-lived quasi-freezers were obtained based on four DNVM frequencies above the phonon band. The results of this study confirm the effectiveness of the search for long-lived quasi-freezers in complex lattices, starting with the analysis of DNVM. In the future, the obtained quasi-breeze solutions can be used as initial conditions for an iterative procedure for searching for exact DB. Thus, the presented work demonstrates a practical approach to the search for DB in high-dimensional lattices.

В работе представлены результаты исследования по поиску корректных методов измерения импульса тока большого значения, которые будут применены для проведения исследований по электропластическому эффекту. Электропластическим эффектом называется влияние импульсов электрического тока на пластическое течение металлов. Технология электропластической обработки металлов давлением - это относительно новый процесс формоизменения металлов, который является энергоэффективным, экологически чистым и универсальным. В частности, он может быть использован для обработки металлов или сплавов, которые трудно обрабатывать с помощью обычных производственных процессов. Для экспериментального исследования электропластического эффекта появилась необходимость измерения импульсных токов большой величины, причем не только по амплитуде, но и по форме импульса. Импульсный ток вызывает образование вблизи проводников переменного электромагнитного поля, поэтому его можно измерять трансформатором тока Роговского. В результатах работы представлены принципиальная электрическая схема и фотография с внешним видом экспериментальной установки для исследования электропластического эффекта. Показаны результаты измерений значения тока, падения напряжения на образце и зависимости пиковых значений напряжения на образце от пикового значения тока. После произведения расчетов и перенормировки данных для падения напряжения на образце по пиковому значению тока, полученного на трансформаторе, авторы получили искомые значения тока. Произведена оценка погрешности данного метода через расчет суммарной емкости конденсаторов, которая не превышает 2%.
The paper presents the results of a study on the search for correct methods for measuring a high-value current pulse, which will be used to conduct research on the electroplastic effect. The electroplastic effect is the effect of electric current pulses on the plastic flow of metals. Electroplastic metal forming technology is a relatively new metal forming process that is energy efficient, environmentally friendly and versatile. In particular, it can be used to process metals or alloys that are difficult to process using conventional manufacturing processes. For the experimental study of the electroplastic effect, it became necessary to measure pulse currents of large magnitude, not only in amplitude, but also in the shape of the pulse. The pulsed current causes the formation of an alternating electromagnetic field near the conductors, so it can be measured with a Rogovsky current transformer. The results of the work present a schematic electrical diagram and a photograph with the appearance of an experimental installation for the study of the electroplastic effect. The results of measurements of the current value, the voltage drop on the sample and the dependence of the peak voltage values on the sample on the peak current value are shown. After making calculations and renormalising the data for the voltage drop on the sample according to the peak value of the current obtained on the transformer, the authors obtained the desired current values. The error of this method is estimated by calculating the total capacitance of capacitors, which does not exceed 2%.