Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ОБРАЗОВАНИЕ МАРТЕНСИТА 14М В МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni-Al

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-11-17

Полный текст:

Аннотация

Сплавы Ni-Al рассматриваются в качестве материалов с высокотемпературным эффектом памяти формы. Однако в крупнокристаллическом состоянии сплавы Ni-Al имеют низкую пластичность. Повысить пластичность сплавов можно путем измельчения зерна. Например, сверхбыстрой кристаллизацией на вращающийся барабан. Измельчение зерна приведет к диспергированию структуры.

В настоящей работе сделана попытка обнаружить мартенсит 14М в сплавах: Ni62,5Al37,5, Ni­­64Al36, Ni­­65Al35 и Ni56Al34Co10 (ат. %), полученных методом спиннингования расплава на вращающийся стальной барабан.

В результате скоростной кристаллизации были получены ленточные образцы толщиной 30 мкм и размером зерна 0,5–4 мкм. С помощью резистометрии определены температуры прямого и обратного мартенситных превращений во всех исследуемых сплавах. В сплавах Ni­­65Al35 и Ni56Al34Co10 температуры мартенситного превращения удалось определить только с помощью быстрого нагрева со скоростью 75 ºС/мин. Поскольку при медленном нагреве со скоростью 1–5 ºС/мин происходит старение мартенсита с образованием фазы типа А5В3(Ni5Al­3), что приводит к потере обратимости мартенситного превращения. Исследована структура сплавов с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. Сплав Ni­­62,5Al37,5 при Ткомн находится в метастабильном аустенитном состоянии с решеткой В2. Сплавы Ni­­64Al36, Ni65Al35 и Ni56Al34Co10 претерпевают мартенситное превращение при Ткомн. В сплаве Ni­­64Al36 виден тонкопластинчатый мартенсит и остаточный аустенит. Структура в сплавах Ni65Al35 и Ni56Al34Co10 состоит из пластинчатого мартенсита, лишенного внутреннего микродвойникования. По данным микродифракции, в трех сплавах мартенсит идентифицируется как мартенсит с решеткой L10. При помощи рентгенографического анализа в сплавах Ni­­64Al36 и Ni­­65Al35 обнаружено наличие небольшого количества 14М мартенсита наряду с основной мартенситной фазой L10 и остаточным аустенитом.

Об авторах

Андрей Илдарович Валиуллин
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
Россия

научный сотрудник



Виктор Владимирович Сагарадзе
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
Россия

член-корреспондент, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, научный руководитель отдела по направлению «Механические свойства металлов»



Наталья Вадимовна Катаева
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник



Владимир Иванович Воронин
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
Россия

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник



Список литературы

1. Литвинов В.С., Зеленин Л.П., Шкляр Р.Ш. Бездиффузионное превращение в Ni-Al сплавах с решеткой хлористого цезия // Физика металлов и материаловедение. 1971. Т. 31. № 1. С. 138–142.

2. Enami K., Nenno S. Memory effect in Ni-36.8 at. Pct Al martensite // Metallurgical Transactions. 1971. Vol. 2. № 5. P. 1487–1490.

3. Шкляр Р.Ш., Литвинов В.С., Панцырева Е.Г. Высокотемпературное рентгеноструктурное исследование фазовых превращений в сплаве Ni-Al // Физика металлов и материаловедение. 1971. Т. 32. № 1. С. 181–194.

4. Au Y.K., Wayman C.M. Thermoelastic behavior of the martensitic transformation in β′ NiAl alloys // Scripta Metallurgica. 1972. Vol. 6. № 12. P. 1209–1214.

5. Архангельская А.А., Богачев И.Н., Литвинов В.С., Панцырева Е.Г. Фазовые превращения в сплавах никель-алюминий с решеткой хлористого цезия // Физика металлов и материаловедение. 1972. Т. 34. № 3. С. 541–546.

6. Chakravorty S., Wayman C.M. The thermoelastic martensitic transformation in ’ Ni–Al alloys: II. Electron microscopy // Metallurgical Transactions A. 1976. Vol. 7. № 4. P. 569–582.

7. Enami K., Nagasawa A., Nenno S. On the premartensitic transformation in the Ni-Al 1 alloy: Reply to the comment by A. Lasalmonie // Scripta Metallurgica. 1978. Vol. 12. № 3. P. 223–226.

8. Литвинов В.С., Архангельская А.А. Мартенситное превращение в β-сплавах Ni-Co-Al // Физика металлов и материаловедение. 1977. Т. 44. № 4. С. 826–833.

9. Martynov V.V., Enami K., Khandros L.G., Tkachenko A.V., Nenno S. Stress-induced martensitic transformation and a new 7-layer martensite phase in the 63.1Ni-Al alloy // Journal De Physique. 1982. Vol. 43. № 12. P. c4.659–c4.660.

10. Khadkikar P.S., Locci I.E., Vedula K., Michal G.M. Transformation to Ni5Al3 in a 63.0 At. Pct Ni-Al alloy // Metallurgical Transactions A. 1993. Vol. 24. № 1. P. 83–94.

11. Гузанов Б.Н., Косицын С.В., Пугачева Н.Б. Упрочняющие защитные покрытия в машиностроении. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 241 с.

12. Корнилов И.И. Металлиды – новая основа жаропрочных материалов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1967. № 11. С. 3–12.

13. Вестбрук Д.М. Исследования и перспективные применения интерметаллических соединений // Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. № 4. С. 74–80.

14. Литвинов В.С., Архангельская А.А. Упорядочение никель-алюминиевого мартенсита // Физика металлов и материаловедение. 1977. Т. 43. № 5. С. 1044–1051.

15. Enami K., Nenno S. New Ordered Phase in Tempered 63.8Ni-1Co-Al Martensite // Transactions of the Japan Institute of Metals. 1978. Vol. 19. № 10. P. 571–580.

16. Kennon N.F., Dunne D.P., Zhu J.H. Effect of precipitation on martensitic transformation and shape memory behaviour in rapidly solidified Ni66Al34 // Journal de physique IV. 1995. № 5. P. c8-1041–c8-1046.

17. Potapov P.L., Song S.Y., Udovenko V.A., Prokoshkin S.D. X-ray Study of Phase Transformation in Martensitic Ni-Al Alloy // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 1997. Vol. 28. № 5. P. 1133–1142.

18. Столофф Н.С., Дэвис Р.Г. Механические свойства упорядочивающихся сплавов. М.: Металлургия, 1969. 113 с.

19. Механические свойства металлических соединений. М.: Металлургиздат, 1962. 300 с.

20. Косицын С.В., Валиуллин А.И., Катаева Н.В., Косицына И.И. Исследование микрокристаллических сплавов на основе моноалюминида никеля с высокотемпературным термоупругим мартенситным превращением. 1. Резистометрия сплавов Ni-Al и Ni-Al-X (X= Co, Si, Cr) // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 102. № 4. С. 418–432.

21. Поварова Л.Б., Филин С.А., Масленков С.Б. Фазовые равновесия с участием β-фазы в системах Ni-Al-Me (Me-Co, Fe, Mn, Cu) при 900 и 1100ºС // Металлы. 1993. № 1. С. 191–205.

22. Косицын С.В., Валиуллин А.И., Катаева Н.В., Косицына И.И. Исследование микрокристаллических сплавов на основе моноалюминида никеля с высокотемпературным термоупругим мартенситным превращением. 2. Построение изотермических диаграмм распада пересыщенного твердого раствора сплавов Ni65Al35 и Ni56Al34Co10 // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 102. № 4. С. 433–447.

23. Катаева Н.В., Валиуллин А.И., Косицын С.В. Влияние распада пересыщенного β- твердого раствора в быстрозакристаллизованных из расплава Ni65Al35 и Ni56Al34Co10 на обратимость мартенситного превращения // Физика металлов и металловедение. 2009. Т. 107. № 3. С. 278–286.

24. Noda Y., Shapiro S.M., Shirane G., Yamada Y., Tanner L.E. Martensitic transformation of a Ni-Al alloy. I. Experimental results and approximate structure of the seven-layered phase // Physical Review B. 1990. Vol. 42. № 16. P. 10397–10404.

25. Murakami Y., Otsuka K., Hanada S., Watanabe S. Self-accommodation and morphology of 14M (7R) martensites in an Ni-370at. %Al alloy // Materials Science and Engineering A. 1994. Vol. 198. № 1-2. P. 191–199.

26. Potapov P.L., Ochin P., Pons J., Schryvers D. Nanoscale inhomogeneities in melt-spun Ni-Al // Acta materialia. 2000. Vol. 48. № 15. P. 3833–3845.


Рецензия

Для цитирования:


Валиуллин А.И., Сагарадзе В.В., Катаева Н.В., Воронин В.И. ОБРАЗОВАНИЕ МАРТЕНСИТА 14М В МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni-Al. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2015;(4):11-17. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-11-17

For citation:


Valiullin A.I., Sagaradze V.V., Kataeva N.V., Voronin V.I. 14M MARTENSITE FORMATION IN MICROCRYSTALLINE NI-AL ALLOYS. Frontier Materials & Technologies. 2015;(4):11-17. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-11-17

Просмотров: 7


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)