Калориметрические и объемометрические исследования дислокаций при мартенситных превращениях в сплаве TiNi с памятью формы
- Авторы: Нечаев Ю.С.1, Денисов Е.А.2, Шурыгина Н.А.1, Синева С.И.3, Мисоченко А.А.4, Столяров В.В.4
-
Учреждения:
- Научный центр металловедения и физики металлов, Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Санкт-Петербургский политехнический университет
- Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 18-25
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/257498
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024020035
- EDN: https://elibrary.ru/BDMFCZ
- ID: 257498
Цитировать
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
- Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 240 с.
- Этерашвили Т.В., Утевский Л.М., Спасский М.Н. // ФММ. 1979. Т. 49. С. 807.
- Родионов Д.П., Счастливцев В.М. Стальные монокристаллы. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 275 с.
- 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
- 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.
- 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.
- Нечаев Ю.С. // УФН. 2008. Т. 178. № 7. С. 709. https://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200807b.0709
- Нечаев Ю.С. // УФН. 2011. Т. 181. № 5. С. 483. https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201105b.0483
- 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
- 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
- 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.
- Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. 660 с.
- Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атом-издат, 1972. 600 c.
- 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
- 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
- Научное открытие 239 (СССР). Явление термоупругого равновесия при фазовых превращениях мартенситного типа – эффект Курдюмова. / Курдюмов Г.В., Хандрос Л.Г. // Б.О.И. 1980.
- 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.
- Nechaev Yu.S. // Defect and Diffusion Forum. 2018. V. 385. P. 120.
- 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.
- Divinski S.V., Reglitz G., Rösner H., Wilde G., Estrin Y. // Acta Materialia. 2011. V. 59. Iss. 5. P. 1974.
- Валиев Р.З., Кайбышев О.А. // Доклады АН СССР. 1980. Т. 239. С. 91.
- Валиев Р.З., Кайбышев О.А. // Доклады АН СССР. 1977. Т. 236. № 2. С. 339.
- 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
- Гюнтер В.Э., Матюнин А.Н., Монасевич Л.А. // ИПФ. 1993. № 1. С. 42.
- Егоров С.А., Волков А.Е. // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. В. 2. С. 204.