Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C

A. Yu. Volkov; Волков А. Ю.; P. O. Podgorbunskaya; Подгорбунская П. О.; O. S. Novikova; Новикова О. С.; A. I. Valiullin; Валиуллин А. И.; A. V. Glukhov; Глухов А. В.; N. A. Kruglikov; Кругликов Н. А.

doi:10.31857/S0002337X23060064

Кинетика атомного упорядочения сплава Cu–56 ат. % Au при температуре 250°С

Авторы: Волков А.Ю.¹, Подгорбунская П.О.²^,3, Новикова О.С.², Валиуллин А.И.⁴, Глухов А.В.⁴, Кругликов Н.А.⁵
Учреждения:
1. Институт физики металлов УрО РАН
2. Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
3. Уральский федеральный университет имени первого Президента РФ Б.Н. Ельцина
4. Институт физики металлов УрО Российской академии наук
5. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 589-596
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140184
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23060064
EDN: https://elibrary.ru/EPXSZL
ID: 140184

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведено исследование кинетики фазового превращения беспорядок → порядок (A1 → L1₀) в нестехиометрическом сплаве Cu–56 ат. % Au при температуре 250°C. Исходное разупорядоченное состояние формировали либо закалкой образцов от высокой температуры, либо сильной пластической деформацией. Установлено, что скорость атомного упорядочения закаленного сплава чрезвычайно мала и превращение заканчивается приблизительно через 2 мес. отжига при температуре 250°C. Скорость атомного упорядочения предварительно деформированных образцов еще ниже. Обнаружено, что как в закаленном, так и в упорядоченном состояниях кристаллическая решетка исследуемого сплава немного больше по сравнению с эквиатомным сплавом. Установлено, что вне зависимости от исходного состояния образцов их микротвердость в процессе атомного упорядочения сначала возрастает, а затем снижается. Впервые показано, что удельное электросопротивление сплава Cu–56Au в хорошо упорядоченном состоянии составляет ρ = 7.04 × 10^–8 Ом м, что намного ниже, чем считалось ранее. На основе полученных данных построена зависимость соотношения фаз (порядок/беспорядок) на различных этапах отжига.

Ключевые слова

система Cu–Au, фазовые превращения, атомное упорядочение, удельное электросопротивление, микротвердость

Список литературы

Kurnakov N., Zemczuzny S., Zasedatelev M. Transformations in Alloys of Gold with Copper // J. Inst. Met. 1916. V. 15. P. 305–331.
Jogansson C.H., Linde J.O. Rongenographishe und Elecrtiche Untersuchungen der CuAu – Systems // Ann. Phys. 1936. V. 25. P. 1–48.
Столофф Н.С., Дэвис Р.Г. Механические свойства упорядочивающихся сплавов; Пер. с англ. Вульф Л.Б. / Под ред. Курдюмова В.Г. М.: Металлургия, 1969. 113 с.
Garcia-Gonzalez M., van Petegem S., Baluc N., Dupraz M., Honkimaki V., Lalire F., van Swygenhoven H. Influence of Thermo-Mechanical History on the Ordering Kinetics in 18 Carat Au Alloys // Acta Mater. 2020. V. 191. P. 186–197. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.032
Antonova O.V., Volkov A.Yu. Changes of Microstructure and Electrical Resistivity of Ordered Cu-40Pd (at. %) Alloy under Severe Plastic Deformation // Intermetallics. 2012. V. 21. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2011.09.004
Glezer A.M., Timshin I.A., Shchetinin I.V., Gorshenkov M.V., Sundeev R.V., Ezhova A.G. Unusual Behavior of Long-Range Order Parameter in Fe3Al Superstructure under Severe Plastic Deformation in Bridgman Anvils // J. Alloys Compd. 2018. V. 744. P. 791–796. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.124
Иевлев В.М., Донцов А.И., Канныкин С.В., Прижимов А.С., Солнцев К.А., Рошан Н.Р., Горбунов С.В. Коэффициент термического расширения твердого раствора Pd–Cu // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1294–1297. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120064
Новикова О.С., Лавринова К.О., Костина А.Е., Кругликов Н.А., Елохина Н.В., Волков А.Ю. Использование резистометрии для определения температурно-концентрационной границы фазового превращения L12 → A1 в сплавах Cu–Pd // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 2. С. 133–143. https://doi.org/10.1134/S0002337X1902009X
Федоров П.П., Волков С.Н. Фазовая диаграмма системы Au–Cu // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 6. С. 809–812. https://doi.org/10.7868/S0044457X16060064
Федоров П.П., Шубин Ю.В., Чернова Е.В. Фазовая диаграмма системы медь-палладий // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 794–797. https://doi.org/10.31857/S0044457X21050056
Volkov A.Yu., Antonova O.V., Glukhov A.V., Komkova D.A., Antonov B.D., Kostina A.E., Livinets A.A., Generalova K.N. Features of the Disorder-Order Phase Transition in non-Stoichoimetric Cu–56 at. % Au Alloy // J. Alloys Compd. 2021. V. 891. P. 161938. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161938
Малышев В.М., Румянцев Д.В. Золото. М.: Металлургия, 1979. 288 с.
Гринберг Б.А., Сюткина В.И. Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. М.: Металлургия, 1985. 175 с.
Генералова К.Н., Глухов А.В., Волков А.Ю. Рентгеноструктурный анализ кинетики атомного упорядочения по типу L10 в нестехиометрическом золото-медном сплаве // Вестн. Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20. С. 75–85. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2018.2.09
Tanaka S., Kanzava Y. Ageing Characteristics of Cu–Pd–Ag Alloys // J. Jpn. Inst. Met. Meter. 1980. V. 44. № 9. P. 973–979. https://doi.org/10.2320/jinstmet1952.44.9_973
Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 271 с. 1. 17.
Malis O., Ludwig K.F. Kinetics of Phase Transitions in Equiatomic CuAu // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 1999. V. 60. № 21. P. 14675–14682.
Волков А.Ю., Антонов Б.Д., Пацелов А.М. Влияние внешних воздействий на доменную структуру эквиатомного сплава CuAu // ФММ. 2010. Т. 110. № 3. С. 264–274.
Syutkina V.I., Yakovleva E.S. The Mechanism of Deformation of the Ordered CuAu Alloy // Phys. Status Solidi. 1967. V. 21. № 2. P. 465–480.
Cahn R.W. Recovery, Strain-Age-Hardening and Recrystallization in Deformed Intermetallics // High Temperature Aluminides and Intermetallics / Eds. Whang S.H. et al. N.Y.: Miner. Met. Mater. Soc. 1990. P. 245–270.
Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 359 с.
Смирнов А.А. Теория электросопротивления сплавов. Киев: АН УССР, 1960. 223 с.
Possiter P.L. Long-Range Order and the Electrical Resistivity // J. Phys. F: Met. Phys. 1980. V. 10. № 7. P. 1465–1495. https://doi.org/10.1088/0305-4608/10/7/014
Mitsui K. Change in Electrical Resistivity during Continuous Heating of Cu3Pd Alloys Quenched from Various Temperatures // Philos. Mag. B. 2001. V. 81. № 4. P. 433–449. https://doi.org/10.1080/13642810110035537
Wang Y., Jiang D., Yu W., Huang S., Wu D., Xu Y., Yang X. Short-Range Ordering in a Commercial Ni–Cr–Al–Fe Precision Resistance Alloy // Mater. Des. 2019. V. 181. P. 107981. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107981
Костина А.Е., Новикова О.С., Глухов А.В., Антонов Б.Д., Волков А.Ю. Формирование ближнего атомного порядка в сплавах Cu-Pd с малым содержанием палладия: резистометрическое исследование // ФММ. 2022. Т. 123. № 1. С. 40–46. https://doi.org/10.31857/S0015323022010089
Kim M.J., Flanagan W.F. The Effect of Plastic Deformation on the Resistivity and Hall Effect of Copper-Palladium and Gold-Palladium Alloys // Acta Metall. 1967. V. 15. P. 735–745.
Буйнов Н.Н. Рентгенографическое исследование упорядочения в сплаве AuCu // ЖЭТФ. 1947. № 1. С. 41–46.
Volkov A.Yu., Novikova O.S., Antonov B.D. The Kinetics of Ordering in an CuPd Alloy: A Resistometric Study // J. Alloys Compd. 2013. V. 581. P. 625–631. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.132
Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах; Пер. с англ. Беленького А.Я. и Темкина Д.Е. М.: Мир, 1978. Т. 1. 806 с.
Балина Е.А., Гельд П.В., Андреева Л.П., Зеленин Л.П. Кинетика процессов упорядочения и разупорядочения двойных сплавов Cu-Pd // ФММ. 1990. № 12. С. 144–148.
Kuczynski G.C., Hochman R.E., Doyama M. Study of the Kinetics of Ordering in the Alloy CuAu // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. № 7. P. 871–878. https://doi.org/10.1063/1.1722112