Atomic Structure of Ti 2 NiCu Alloy after Severe Plastic Deformation by High Pressure Torsion and Heat Treatment

N. N. Kuranova; Куранова Н. Н.; V. V. Makarov; Макаров В. В.; V. G. Pushin; Пушин В. Г.

doi:10.31857/S0015323023601502

Atomic Structure of Ti₂NiCu Alloy after Severe Plastic Deformation by High Pressure Torsion and Heat Treatment

Authors: Kuranova N.N.¹, Makarov V.V.¹, Pushin V.G.¹
Affiliations:
1. Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 124, No 12 (2023)
Pages: 1253-1260
Section: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/232740
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601502
EDN: https://elibrary.ru/CKJROH
ID: 232740

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

—The results of a comparative analysis of the structure of Ti₂NiCu alloy subjected to severe plastic deformation by high pressure torsion (HPT) and subsequent annealing are presented. The study of the structure was carried out by diffractometry of electron, X-rays and neutrons, transmission electron microscopy. It is established that an amorphous-crystalline state is formed in the alloy: nanocrystallites with a B2 lattice are present in the amorphous matrix. The analysis of diffuse maxima showed that the topological and compositional near atomic order of nanodomains with a superstructure ordered by type B2 and L2₁ is present in the Ti₂NiCu alloy after HTP on 5 rev.

Keywords

Ti₂NiCu, rapid quenching from melt, high-pressure torsion, amorphized state, near atomic order, nanocrystals

References

Быстрозакаленные металлические сплавы / под ред. С. Штиба и Г. Варлимонта. М.: Металлургия, 1989. 373 с.
Глезер А.М., Пермякова И.Е., Громов В.В., Коваленко В.В. Механическое поведение аморфных сплавов. Новокузнецк: Изд. СибГИУ, 2006. 214 с.
Глезер А.М., Пермякова И.Е. Нанокристаллы, закаленные из расплава. М.: Физматлит, 2012. 360 с.
Пушин А.В., Коуров Н.И., Попов А.А., Пушин В.Г. Структура, фазовые превращения и свойства быстрозакаленных сплавов Ti2NiCu // Материаловедение. 2012. Т. 187. № 10. С. 24–32.
Пушин В.Г., Волкова С.Б., Матвеева Н.М. Структурные и фазовые превращения в квазибинарных сплавах системы TiNi–TiCu, быстрозакаленных из расплава. I. Аморфное состояние высоколегированных сплавов // ФММ. 1997. Т. 83. № 3. С. 68–77.
Пушин В.Г., Волкова С.Б., Матвеева Н.М. Структурные и фазовые превращения в квазибинарных сплавах системы TiNi–TiCu, быстрозакаленных из расплава. II. Сплавы в аморфнокристаллическом состоянии // ФММ. 1997. Т. 83. № 3. С. 78–85.
Пушин В.Г., Волкова С.Б., Матвеева Н.М., Юрченко Л.И., Чистяков А.С. Структурные и фазовые превращения в квазибинарных сплавах системы TiNi–TiCu, быстрозакаленных из расплава. V. Влияние термообработки // ФММ. 1997. Т. 83. № 6. С. 157–162.
Cesari E., van Humbeek J., Kolomytsev V., Lobodyuk V., Matveeva N. Parameters of Martensite Transformation and Structural State in Rapidly Quenched Ti35Ni15Cu Shape Memory Alloys // J. de Phys. IV. 1997. C. 5. P. 197–201.
Morgiel J., Cesari E., Pons J., Pasko A., Dutkiewicz J. Microstructure and martensite transformation in aged Ti–25Ni–25Cu shape memory melt spun ribbons // J. of Mater. Sci. 2002. V. 37. P. 5319–5325.
Pushin V.G. Alloys with a Termomechanical Memory: structure, properties and application // PhMM. 2000. V. 90. Suppl. 1. P. 568–595.
Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. М.: Академкнига, 2007. 340 с.
Прокошкин С.Д., Брайловский В., Коротицкий А.В., Инаекян К.Э., Глезер А.М. Особенности формирования структуры никелида титана при ТМО, включающей холодную пластическую деформацию от умеренной до интенсивной // ФММ. 2010. Т. 110. № 3. С. 305–320.
Пушин В.Г., Куранова Н.Н., Пушин А.В., Валиев Э.З., Коуров Н.И., Теплых А.Е., Уксусников А.Н. Формирование нанокристаллической структуры в аморфном сплаве Ti50Ni25Cu25 при интенсивном механотермическом воздействии и размерный эффект термоупругого мартенситного превращения B2↔B19 // ФММ. 2012. Т. 113. № 3. С. 286–298.
Дубинин С.Ф., Пархоменко В.Д., Пушин В.Г., Теплоухов С.Г. Исследования методами дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов структуры сплавов на основе TiNi в аморфном состоянии, полученных быстрой закалкой или облучением нейтронами // ФММ. 2000. Т. 89. № 1. С. 70–74.
Пархоменко В.Д., Дубинин С.Ф., Пушин В.Г., Теплоухов С.Г. Дифракционные исследования структуры сплавов никелида титана, аморфизированных закалкой и быстрыми нейтронами // Вопр. атомной науки и техники. 2001. № 4. С. 28–33.
Сундеев Р.В., Шалимова А.В., Глезер А.М., Велигжанин А.А. Различия в локальной атомной структуре аморфных сплавов Ti2NiCu, полученных методом закалки из расплава и методом больших пластических деформаций // Вектор науки ТГУ. 2019. № 4 (50). С. 73–79.
Шеляков А.В., Ситников Н.Н., Хабибуллина И.А., Сундеев Р.В., Севрюков О.Н. Особенности кристаллизации аморфных сплавов TiNiCu с высоким содержанием меди // ФТТ. 2020. Т. 62. Вып. 6. С. 829–833.
Pushin V.G., Kourov N.I., Kuntsevich T.E., Kuranova N.N., Matveeva N.M., Yurchenko L.I. Nanocrystalline TiNi-based shape memory materials produced by ultrarapid quenching from melt // Phys. Met. Metal. 2002. V. 94. Suppl. 1. P. S107–S118.
Waitz T., Kazykhanov V., Karnthaler H.P. Martensitic phase transformations in nanocrystalline NiTi studied by TEM // Acta Materialia. 2004. V. 52. P. 137–147.
Пушин А.В., Пушин В.Г., Куранова Н.Н., Коуров Н.И., Кунцевич Т.Э., Макаров В.В., Уксусников А.Н. Особенности структуры и фазовых превращений в быстрозакаленных из расплава сплавах на основе Ni50Ti32Hf18, легированных медью, с высокотемпературным эффектом памяти формы // ФММ. 2017. Т. 118. № 10. С. 1046–1054.
Пархоменко В.Д., Дубинин С.Ф., Теплоухов С.Г. Влияние химического состава на аморфизацию быстрыми нейтронами сплавов на основе никелида титана // ФТТ. 2008. Т. 50. № 10. С. 1737–1740.
Пушин В.Г., Пушин А.В., Куранова Н.Н. Особенности атомной структуры сплава Ti50Ni25Cu25, аморфизированного при быстрой закалке расплава // ФММ. 2019. Т. 120. № 2. С. 176–182.
Heusler Alloys: Properties, Growth, Applications / by ed. C. Felser. Switzerland. Springer International Publishing, 2016. 485 c.
Turnbull D., Cohen M.H. Free-volume model of the amorphous phase: Glass transition // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. P. 120–125.
Mudryi S.I., Korolyshyn A.V., Kotur B.Ya., Bednars’ka L.M., Hertsyk O.M., Kovbuz M.O. Evaluation of the volume fraction of the crystalline phase in amorphous alloys // Mater. Sci. 2005. V. 41. № 3. P. 427–431.
Новые металлические материалы и способы их производства: учебное пособие / А.В. Рябов, К.Ю. Окишев. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. 64 с.
Launey M.E., Kruzic J.J., Li C., Busch R. Quantification of free volume differences in a Zr44Ti11Ni10Cu10Be25 bulk amorphous alloy // Applied Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 051 913.
Бетехтин В.И., Глезер А.М., Кадомцев А.Г., Кипяткова А.Ю. Избыточный свободный объем и механические свойства аморфных сплавов // ФТТ. 1998. Т. 40. № 1. С. 85–89.
Бетехтин В.И., Гюлиханданов Е.Л., Кадомцев А.Г., Кипяткова А.Ю., Толочко О.В. Влияние отжига на избыточный свободный объем и прочность материалов // ФТТ. 2000. Т. 42. Вып. 8. С. 1420–1424.
Абросимова Г.Е., Аронин А.С., Холтинина Н.Н. Об определении доли кристаллической фазы в морфно-кристаллических сплавах // ФТТ. 2010. Т. 52. Вып. 3. С. 417–423.