Структура и микротвердость трехкомпонентного сплава Ni-Mn-In после различных режимов термоциклической обработки

Ю.В. Калетина1, Е.Д. Грешнова1, А.Ю. Калетин1
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, ул. С.Ковалевской, 18, 620137, Екатеринбург, Россия
Аннотация
Исследовано влияние различных режимов термоциклической обработки на микроструктуру и свойства ферромагнитного сплава Ni47Mn42In11.Исследовано влияние различных режимов термоциклической обработки на микроструктуру и свойства ферромагнитного сплава Ni47Mn42In11. Режимы термоциклической обработки отличались температурой нагрева (363 – 573 K) и временем выдержки, температура охлаждения для всех режимов — 77 К. Количество циклов нагрев-охлаждение варьировали от 1 до 30. Методами оптической металлографии и сканирующей электронной микроскопии изучали микроструктуру сплава Ni47Mn42In11 в исходном состоянии и после термоциклической обработки. При охлаждении из высокотемпературной области в сплаве при Т ≈ 300 – 310 K наблюдается магнитоструктурный переход. В исходном состоянии структура сплава двухфазная, состоит из L21‑фазы и мартенсита. Кристаллы мартенсита сгруппированы в пакеты шириной 80 – 150 мкм, которые разориентированы относительно друг друга на угол 60 или 120 градусов. В исходном состоянии границы крупных зерен преимущественно ровные. Структурные исследования показали, что после термоциклической обработки мартенситные кристаллы при достижении границ зерен, часто деформируют их, и появляются границы зубчатой формы. Микрорентгеноспектральный анализ после термоциклической обработки не выявил выделений вторых фаз по границам зерен. Методом дифракции обратно отраженных электронов была проведена оценка уровня напряжений после отжига и последующей термоциклической обработки. Показано, что с увеличением числа циклов нагрев-охлаждение уровень напряжений в материале возрастает. После термоциклической обработки повышается микротвердость исследованного сплава. Показано, что температура нагрева при термоциклической обработке неоднозначно влияет на величину микротвердости. Максимальный прирост микротвердости обнаружен после 20 циклов обработки по режиму 473 K ↔ 77 K.
Получена: 02 июня 2017   Исправлена: 29 июня 2017   Принята: 03 июля 2017
Просмотры: 13   Загрузки: 3
Ссылки
1.
Y. Sutou, Y. Imano, N. Koeda, Y. Omori, R. Kainuma, K. Ishida, K. Oikawa. Appl. Phys. Lett. 85(9), 4358 – 4360 (2004), doi:10.1063 / 1.1808879
2.
T. Krenke, E. Duman, M. Acet, E. F. Wassermann, X. Moya, L. Manosa. Planes A. Nat. Mater. 4, 450 – 454 (2005), doi:10.1038 / nmat1395
3.
V. D. Buchel‘nikov, A. N. Vasiliev, V. V. Koledov, V. V. Hovaylo, S. V. Taskaev, V. G. Shavrov. Phys. Usp. 49, 871 (2006). (in Russian) [В. Д. Бучельников, А. Н. Васильев, В. В. Коледов, В. В. Ховайло, С. В. Таскаев, В. Г. Шавров. УФН 176, 900 (2006).] doi: 10.1070 / PU2006v049n08ABEH006081
4.
K. Oikawa, W. Ito, Y. Imano, Y. Sutou, R. Kainuma, K. Ishida, S. Okamoto, O. Kitakami, T. Kanomata. Appl. Phys. Lett. 88, 122507 (2006), doi: 10.1063 / 1.2187414
5.
W. Ito, Y. Imano, R. Kainuma, Y. Sutou, K. Oikawa, K. Ishida. Metall. Mater. Trans. A. 38A, 759 – 766 (2007), doi: 10.1007 / s11661‑007‑9094‑9
6.
V. M. Schastlivtsev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina. Martensitic transformation in a magnetic field. UB RAS. (2007) 322 p. (in Russian) [В. М. Счастливцев, Ю. В. Калетина, Е. А. Фокина. Мартенситное превращение в магнитном поле. УрО РАН, Екатеринбург. 2007. 322 c.]
7.
T. Graf, C. Felser, S. S. P. Parkin. Prog. Solid State Chem. 39, 1 – 51 (2011), doi: 10.1016 / j.progsolidstchem.2011.02.001
8.
V. D. Buchel’nikov, V. V. Sokolovskiy. Phys. Metals Metallogr. 112(7), 633 (2011), doi: 10.1134 / S0031918X11070052
9.
Yu. V. Kaletina, V. M. Schastlivtsev, A. V. Korolev, E. A. Fokina. Phys. Metals Metallogr. 113, 1029 (2012). (in Russian) [Ю. В. Калетина, В. М. Счастливцев, А. В. Королев, Е. А. Фокина. ФММ. 113(11), 1086 (2012).] doi: 10.1134 / S0031918X12110129
10.
Yu. V. Kaletina, E. G. Gerasimov, V. M. Schastlivtsev, E. A. Fokina, P. B. Terentyev. Phys. Metals Metallogr. 114, 838 (2013). (in Russian) [Ю. В. Калетина, Е. Г. Герасимов, В. М. Счастливцев, Е. А. Фокина, П. Б. Терентьев. ФММ. 114(10), 911 (2013).] doi: 10.1134 / S0031918X13100050
11.
Yu. V. Kaletina, E. G. Gerasimov. Phys. Solid State. 56, 1634 (2014). (in Russian) [Ю. В. Калетина, Е. Г. Герасимов. ФТТ. 56, 1583 (2014).] doi: 10.1134 / S1063783414080101
12.
H. Yan, B. Yang, Y. Zhang, Z. Li, C. Esling, X. Zhao, L. Zuo. Acta Mat. 111, 75 – 84 (2016), doi: 10.1016 / j.actamat.2016.03.049
13.
Yu. V. Kaletina, E. D. Efimova, E. G. Gerasimov, A. Yu. Kaletin. Tech. Phys. 61, 1894 (2016). (in Russian) [Ю. В. Калетина, Е. Д. Ефимова, Е. Г. Герасимов, А. Ю. Калетин. ЖТФ. 86(1), 155 (2016).] doi: 10.1134 / S1063784216120197
14.
H. Warlimont, L. Delaey. Martensitic transformations in copper-silver- and gold-base alloys. Pergamon Press. (1980) 208 p.
15.
A. N. Vasiliev, V. D. Buchel’nikov, T. Takagi, V. V. Hovaylo, E. I. Estrin. Phys. Usp. 46, 559 (2003). (in Russian) [А. Н. Васильев, В. Д. Бучельников, Т. Такаги, В. В. Ховайло, Э. И. Эстрин. УФН. 173, 577 (2003).] doi: 10.1070 / PU2003v046n06ABEH001339
16.
A. Planes, L. Manosa, M. Acet. J. Phys.: Condens. Matter. 21, 233201 – 29 (2009), doi: 10.1088 / 0953 – 8984 / 21 / 23 / 233201
17.
S. Yu. Mironov, V. N. Danilenko, M. M. Myshlyaev, A. V. Korneva. Phys. Solid State. 47(7), 1258 (2005). (in Russian) [С. Ю. Миронов, В. Н. Даниленко, М. М. Мышляев, А. В. Корнева. ФТТ. 47(7), 1217 (2005).] doi: 10.1134 / 1.1992602
18.
A. J. Wilkinson, D. J. Dingley. Acta Metall. Mater. 39(12), 3047 – 3055 (1991), doi: 10.1016 / 0956 – 7151(91)90037-2