Особенности формирования структуры тетрагонального мартенсита в сплаве In–4.5%Cd

Ю.В. Хлебникова1, Д.П. Родионов1, Л.Ю. Егорова1
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
Показано, что при охлаждении ниже температуры мартенситного ГЦК-ГЦТ превращения в сплаве In–4.5 мас.% Cd образуется пакетная структура, состоящая из колоний тетрагональных пластин-ламелей.В работе с использованием методов металлографии, рентгенографии и просвечивающей электронной микроскопии показано, что при охлаждении ниже температуры мартенситного ГЦК→ГЦТ превращения в сплаве In–4.5 мас.% Cd образуется пакетная структура, состоящая из колоний тетрагональных пластин-ламелей. По данным темнопольного и электронно-дифракционного анализа определено, что пакеты состоят из параллельных пластин мартенсита, находящихся в двойниковом положении с границей {101}ГЦК. Средняя ширина мартенситных пластин в пакете в плоскости (001)ГЦТ составляет величину ~0.1 мкм. Пара соседних пластин мартенсита различается направлением оси тетрагональности <001>ГЦТ. При обратном ГЦТ→ГЦК превращении растворение мартенситных пластин начинается от границ зерен, причем одновременно с уменьшением длины мартенситного кристалла наблюдается его утонение. После полного растворения мартенситных кристаллов, на их месте часто образуются дислокации, параллельные границам бывших мартенситных пластин. В сплаве In–4.5 %Cd в предпереходной области ГЦТ→ГЦК превращения (предаустениное состояние) на электронограммах наблюдаются тетрагональное уширение брегговских отражений и нарастание диффузного рассеяния, локализованного вблизи них. Полученные результаты можно интерпретировать как следствие размягчения решетки сплава и предпереходных структурных изменений. Структура сплава в аустенитном состоянии после завершения обратного мартенситного перехода имеет характерный контраст типа «ряби». Обнаружено, что после цикла ГЦТ→ГЦК→ГЦТ превращений происходит перекристаллизация сплава с уменьшением размера зерна в несколько раз по сравнению с исходной структурой, при этом величина пакетов, а также длина и ширина мартенситных пластин в пакете коррелируют с изменением размера зерна сплава.
Получена: 17 мая 2017   Исправлена: 07 августа 2017   Принята: 17 августа 2017
Просмотры: 33   Загрузки: 10
Ссылки
1.
V. G. Pushin, V. V. Kondratyev, V. A. Khachin. Pre-transition phenomena and martensitic transformations (in Russian) [В. Г. Пушин, В. В. Кондратьев, В. А. Хачин. Предпереходные явления и мартенситные превращения. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 368 с. ISBN 5‑7691‑0748‑0]
2.
V. V. Kondratyev, V. G. Pushin. The Physics of Metals and Metallography. 60 (4), 1 – 21 (1985).
3.
T. R. Finlayson, P. Goodman, A. Olsen, et.al. Acta Cryst. B40 (3), 555 – 560 (1984).
4.
T. R. Finlayson, A. J. Morton, E. D. Norman. Met. Trans.A. 19A (2), 199 – 205 (1988).
5.
M. R. Madhava, G. A. Saunders. Phil. Mag. 36 (4), 777 – 796 (1977).
6.
M. Brodt, R. S. Lakes. Journal of Materials Science. 31, 6577 – 6581 (1996).
7.
Y. Koyama, O. Nittono. Jap. J. Inst. Metals. 45 (9), 869 – 877 (1981).
8.
O. Nittono, Y. Koyama. Trans. JIM. 23 (6), 285 – 295 (1982).
9.
O. Nittono, Y. Koyama. Sci. Rep. RITU. A29 (S1), 53 – 60 (198I).
10.
O. Nittono, H. Iwasaki, Y. Koyama. J. Jan. Inst. Metals. 44, 899 (1980).
11.
Y. Koyama, T. Ukena, O. Nittono. J. Jan. Inst. Metals. 44, 1431 (1980).
12.
A. E. Vol, I. K. Kagan. The structure and properties of binary metal systems. T. 3. Systems of gold, indium, iridium, ytterbium and yttrium. M.: Science, 321 – 328 (1976). (in Russian) [А. Е. Вол, И. К. Каган. Строение и свойства двойных металлических систем. Т. 3. Системы золота, индия, иридия, иттербия и иттрия. М.: Наука, 1976. С. 321 – 328].
13.
Yu. V. Khlebnikova, L. Yu. Egorova, D. P. Rodionov, E. S. Belosludtseva, V. A. Kazantsev. Technical Physics. 61 (6), 887 – 897 (2016). DOI: 10.1134/S1063784216060104.