Калориметрические и объемометрические исследования дислокаций при мартенситных превращениях в сплаве TiNi с памятью формы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе проведен углубленный анализ калориметрических и объемометрические данных для прямых, обратных и деформационных мартенситных превращений в наноструктурированном сплаве Ti49.3Ni50.7 с памятью формы. Образцы были получены холодной прокаткой с одновременным действием импульсного тока большой плотности. Применена новая методика обработки калориметрических спектров, с помощью которой впервые детально изучены стадийность и “кинетика” изменения теплосодержания, а также тепловые эффекты (энтальпия отдельных стадий) при прямых и обратных мартенситных превращениях, возникающих под действием температуры. Посредством обработки объемометрических данных, использования теоретических значений плотности дислокаций и элементов классической теории дислокаций показано, что в сплаве Ti49.3Ni50.7 с памятью формы, подвергнутом холодной плоской деформации (прокаткой), сопровождаемой воздействием импульсного тока, протекает деформационное мартенситное превращение. Эта трансформация приводит к положительному объемному эффекту (∆V/V ≈ 3 × 10–3), который в значительной мере может быть обусловлен дислокациями. Продемонстрировано, что возможные вклады дислокаций в энтальпию прямых и обратных мартенситных превращений в сплаве Ti49.3Ni50.7 могут и должны быть значительно ниже по абсолютной величине, но противоположными по знаку относительно наблюдаемой энтальпиии прямого и обратного мартенситного превращения в данном сплаве.

Об авторах

Ю. С. Нечаев

Научный центр металловедения и физики металлов, Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина

Автор, ответственный за переписку.
Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Москва

Е. А. Денисов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. А. Шурыгина

Научный центр металловедения и физики металлов, Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Москва

С. И. Синева

Санкт-Петербургский политехнический университет

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Мисоченко

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Москва

В. В. Столяров

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 240 с.
  2. Этерашвили Т.В., Утевский Л.М., Спасский М.Н. // ФММ. 1979. Т. 49. С. 807.
  3. Родионов Д.П., Счастливцев В.М. Стальные монокристаллы. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 275 с.
  4. Кащенко М.П., Кащенко Н.М., Чащина В.Г. // ФТТ. 2019. Т. 61. Вып. 12. С. 2274. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.12.48532.04ks
  5. Кащенко М.П. Волновая модель роста мартенсита при γ—α превращении в сплавах на основе железа. Изд. 2-е. М.−Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”. Ижевский институт компьютерных исследований, 2010. 280 с.
  6. Кащенко М.П., Чащина В.Г. Динамическая модель формирования двойникованных мартенситных кристаллов при γ−α превращении в сплавах на основе железа. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009. 98 с.
  7. Нечаев Ю.С. // УФН. 2008. Т. 178. № 7. С. 709. https://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200807b.0709
  8. Нечаев Ю.С. // УФН. 2011. Т. 181. № 5. С. 483. https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201105b.0483
  9. Wild J., Cerezo A., Smith G.D.W. // Scripta Mater. 2000. V. 43. P. 39. https://www.doi.org/10.1016/S1359-6462(00)00361-4
  10. Misochenko A.A., Kumar J.V.T., Jayaprakasam S., Padmanabhan K.A., Stolyarov V.V. // Defect and Diffusion Forum. 2018. V. 385. P. 169. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.385.169
  11. Потапова А.А. (Мисоченко А.А.). Структура и свойства конструкционных сплавов на основе TiNi, подвергнутых прокатке с импульсным током. Дис. канд. технических наук: 05.16.09. Москва, МГУ, 2014. 141 с.
  12. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. 660 с.
  13. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атом-издат, 1972. 600 c.
  14. Nechaev Yu.S., Alexandrova N.M., Cheretaeva A.O., Kuznetsov V.L., Öchsner A., Kostikova E.K., Zai- ka Yu.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 46. P. 25030. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene. 2020.06.242
  15. Нечаев Ю.С., Александрова Н.М., Шурыгина Н.А., Черетаева А.О., Денисов Е.А., Костикова Е.К. // Известия РАН. Серия Физическая. 2021. Т. 85. № 7. С. 918. https://www.doi.org/10.31857/S0367676521070164
  16. Научное открытие 239 (СССР). Явление термоупругого равновесия при фазовых превращениях мартенситного типа – эффект Курдюмова. / Курдюмов Г.В., Хандрос Л.Г. // Б.О.И. 1980.
  17. Научное открытие 339 (СССР). Явление образования в поликристаллах неравновесных границ зерен при поглощении ими решеточных дислокаций. / Кайбышев О.А., Валиев Р.З. // Б.О.И. 1987. № 7.
  18. Nechaev Yu.S. // Defect and Diffusion Forum. 2018. V. 385. P. 120.
  19. Sundeev R.V., Shalimova A.V., Glezer A.M., Nosova G.I., Gorshenkov M.V., Pechina E.A. Glezer A.A. // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 679. P. 1.
  20. Divinski S.V., Reglitz G., Rösner H., Wilde G., Estrin Y. // Acta Materialia. 2011. V. 59. Iss. 5. P. 1974.
  21. Валиев Р.З., Кайбышев О.А. // Доклады АН СССР. 1980. Т. 239. С. 91.
  22. Валиев Р.З., Кайбышев О.А. // Доклады АН СССР. 1977. Т. 236. № 2. С. 339.
  23. Zhang Q., Song W.P., Li X.H., Stolyarov V.V., Zhang X.Y. // Mater. Sci. Technol. 2016. V. 32. P. 1200. https://www.doi.org/10.1080/02670836.2015.1114206
  24. Гюнтер В.Э., Матюнин А.Н., Монасевич Л.А. // ИПФ. 1993. № 1. С. 42.
  25. Егоров С.А., Волков А.Е. // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. В. 2. С. 204.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Аппроксимация гауссианами (методология [14, 15]) калориметрических спектров (пиков) из работы [10, рис. 4]. Номер гауссина на рисунке сответствует номеру в табл. 1, “Σ” – сумма гауссианов (серая пунктирная линия), “Эксп.” – экспериментальная кривая (сплошная черная кривая)

Скачать (568KB)
3. Рис. 2. Аппроксимация гауссианами (методология [14, 15]) калориметрических спектров (пиков) из работы [10, рис. 5]. Номер гауссина на рисунке сответствует номеру в табл. 1, “Σ” – сумма гауссианов (серая пунктирная линия); “Эксп.” – экспериментальная кривая (сплошная черная кривая)

Скачать (820KB)
4. Рис. 3. Определение (из рис. 1а, 1в, 2а, 2в) кинетических кривых (методология [14, 15]) изменения теплосодержания в сплаве Ti49.3Ni50.7 с памятью формы при прямых и обратных мартенситных превращениях при охлаждении или нагреве с постоянной скоростью (3 K/мин) в интервале 170–370 K. “Эксп.” – экспериментальная кривая (серая сплошная линия), “Гауссиан” – результат обработки гауссиана (черная сплошная линия)

Скачать (933KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах