Расчет изотермической кинетики мартенситного перехода в сплаве Ti40.7Hf9.5Ni44.8Cu5

Е.С. Демидова ORCID logo , С.П. Беляев, Н.Н. Реснина показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 24 декабря 2019; Исправлена: 31 января 2020; Принята: 10 февраля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.С. Демидова, С.П. Беляев, Н.Н. Реснина. Расчет изотермической кинетики мартенситного перехода в сплаве Ti40.7Hf9.5Ni44.8Cu5. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.170-173
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-170-173

Аннотация

Получено выражение, описывающее изменение объемной доли изотермически образованного мартенсита Фм при изменении температуры и длительности выдержки. Показано, что рассчитанные  и экспериментальные зависимости Фм(t) хорошо согласуются друг с другом.Реализация прямого мартенситного превращения в изотермических условиях в сплавах на основе NiTi хорошо изучена экспериментально вместе с кинетикой этого процесса. Однако существующие теоретические модели не позволяют оценить объемную долю изотермически образованной мартенситной фазы ΦM, следовательно, влияние температуры или длительности выдержки на величину ΦM не может быть рассчитано. Теорию Джонсона-Мела-Аврами-Колмогорова (JMAK теорию) обычно используют для описания изотермической кинетики, однако она не была применена для моделирования образования мартенситной фазы во время выдержки при постоянной температуре в сплавах с памятью формы. В связи с этим, целью настоящего исследования является адаптация JMAK теории и ее применение для расчета изменения ФM во времени в течение выдержки сплава Ti40.7Hf9.5Ni44.8Cu5 при различных температурах. Показано, что уравнение, типа JMAK, позволяет аппроксимировать изменение объемной доли изотермически образованного мартенсита со временем в условиях выдержки при постоянной температуре. Это уравнение было использовано для аппроксимации экспериментальных данных ΦM(t), полученных для сплава Ti40.7Hf9.5Ni44.8Cu5, и установлено хорошее приближение. Найдены и аппроксимированы зависимости параметров уравнения типа JMAK от температуры выдержки. Таким образом, получена зависимость объемной доли изотермически образованного мартенсита от температуры и длительности выдержки, и проведен расчет кривых ΦM(t). Показано, что рассчитанные и экспериментальные зависимости, полученные для сплава с памятью формы Ti40.7Hf9.5Ni44.8Cu5, хорошо согласуются друг с другом.

Ссылки (17)

1. T. Fukuda, S. Yoshida, T. Kakeshita. Scripta Mater. 68, 984 (2013). Crossref
2. T. Fukuda, M. Todai, T. Kakeshita. Scripta Mater. 69, 239 (2013). Crossref
3. T. Fukuda, T. Kawamura, T. Kakeshita. J Alloy Compd. 683, 481 (2016). Crossref
4. N. Resnina, S. Belyaev, A. Shelyakov. Scripta Mater. 112, 106 (2016). Crossref
5. E. Demidova, S. Belyaev, N. Resnina, A. Shelyakov. J Therm Anal Calorim. 139, 2965 (2020). Crossref
6. N. Resnina, S. Belyaev, E. Demidova, A. Ivanov, V. Andreev. Mater Lett. 228, 348 (2018). Crossref
7. Y. Ji, D. Wang, X. Ding, K. Otsuka, X. Ren. Phys Rev Lett. 114, 055701 (2015). Crossref
8. S. Kustov, D. Salas, E. Cesari, R. Santamarta, J. Van Humbeeck. Acta Mater. 60, 2578 (2012). Crossref
9. D. Salas, E. Cesari, J. VanHumbeeck, S. Kustov. Scripta Mater. 74, 64 (2014). Crossref
10. S. Kustov, D. Salas, R. Santamarta, E. Cesari, J. Van Humbeeck. Scripta Mater. 63, 1240 (2010). Crossref
11. S. D. Prokoshkin, I. Yu. Khmelevskaya, S. V. Dobatkin, I. B. Trubitsyna, E. V. Tatyanin, V. V. Stolyarov, E. A. Prokofiev. Acta Mater. 53, 2703 (2005). Crossref
12. T. Kakeshita, T. Fukuda, T. Saburi. Scripta Mater. 34, 147 (1996). Crossref
13. J. W. Christian. The Theory of Transformations in Metals and Alloys. Oxford, Pergamon Press (1965) 1200 p.
14. M. Avrami. J Chem Phys. 8, 212 (1940). Crossref
15. MSE 2090: Introduction to Materials Science Chapter 10, Phase Transformations. URL: http://people.virginia.edu/~lz2n/mse209/Chapter10.pdf.
16. S. Belyaev, N. Resnina, A. Shelyakov. Smart Mater Struct. 24, 045013 (2015). Crossref
17. A. I. Lotkov, A. A. Baturin. Pozitronnaya spectroscopiya B2-soedineniy titana. Tomsk, Izdatelstvo nauchno-technicheskoy literatury (2004) 231 p. (in Russian) [А. И. Лотков, А. А. Батурин. Позитронная спектроскопия B2-соединений титана. Томск, Издательство научно-технической литературы (2004) 231 с.].

Другие статьи на эту тему

Финансирование