Двумерная модель упорядоченного сплава для моделирования мартенситных превращений

Р.И. Бабичева1, С.В. Дмитриев2, Ю.А. Баимова3*, В.Г. Пушин3§
1Технологический университет Наньянг, Сингапур
2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001 Уфа
3ИФМ УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Аннотация
В данном исследовании предложена двумерная модель биатомного кристалла, позволяющая описать мартенситный фазовый переход при термомеханических воздействиях, т.е. изучать как влияние различных температур, так и внешнего воздействия, например, растяжения, пластической деформаци и т.д.. В основу модели положены потенциалы Морзе, посредством которых происходит моделирование биатомной структуры, например, типа никелида титана, который является хорошо известным материалом с мартенситным превращением. В работе определены основные характеристики различных фаз при температуре 0 K в зависимости от одного из параметров используемых потенциалов. Параметры потенциала для которых реализуется прямое и обратное мартенситное превращение при конечных температурах были рассчитаны посредством тщательной проверки различных величин. Было показано, что для реализации мартенситного превращения необходимо выбирать определенный набор параметров для взаимодействия атомов разных сортов, таким образом, чтобы в двумерной модели не были потеряны физические основы мартенситного превращения. Было показано преимущественное зарождение одной из мартенситных фаз, не смотря на то, что в системе могут быть реализованы два вида мартенсита из начальной аустенитной фазы. Также было показано формирование доменных границ при формировании мартенсита, поскольку мартенсит может расти в двух противоположных направлениях. В работе также были определены температуры начала и конца прямого и обратного мартенситных переходов, и изучено влияние внешних напряжений на протекание мартенситного превращения в биатомном материале. Разработанный в данной работе потенциал может быть далее приложен для исследования фазового наклепа в биатомных сплавах.
Получена: 13 ноября 2015   Принята: 03 декабря 2015
Просмотры: 145   Загрузки: 80
Ссылки
1.
V.N. Khachin, V.G. Pushin, V.V. Kondratiev; Ed. V.D.Sadovskii. - М.: Nauka, 1992. - 161 p.
2.
Shape Memory NiTi Alloys.. Part 1. Structure, PhaseTransformation, and Properties. Ed. V.G. Pushin:Ekaterinburg: УrО RAS, 2006. – 414 p.
3.
I. I. Musabirov, I. Z. Sharipov, and R. R. Mulyukov.Russian Physics Journal. 58(6), 745 (2015).
4.
K.R. Morrison, M.J. Cherukara, H. Kim, A. Strachan.Acta Mater. 95, 37 (2015).
5.
C. Ni, H. Ding, X.J. Jin. Journal of Alloys and Compounds.546, 1 (2013).
6.
S. Kazanc, F.A. Celik, S. Ozgen. Journal of Physics andChemistry of Solids. 74, 1836 (2013).
7.
T. Suzuki, M. Shimno, K. Otsuka, X. Ren, A. Saxena.Journal of Alloys and Compounds 577, S113 (2013).
8.
B. Wang, E. Sak-Saracino, N. Gunkelmann, H.M.Urbassek. Comp. Mater. Sci. 82, 399 (2014).
9.
C. Tatar, S. Kazanc. Curr. Appl. Phys. 12, 98 (2012).
10.
M.S. Daw, M.I. Baskes. Phys. Rev. B 29, 6443 (1984).
11.
A.A. Nazarova, S.V. Dmitriev, Yu.A. Baimova, R.R.Mulyukov, A.A. Nazarov. The Physics of Metals andMetallography. 111(5), 513 (2011).
12.
Yu.A. Baimova, S.V. Dmitriev, A.A. Nazarov. The Physicsof Metals and Metallography. 113(3), 302 (2012).
13.
V.V. Astanin, Yu.A. Baimova, S.V. Dmitriev, A.I.Pshenichnyuk. The Physics of Metals and Metallography.113(9), 907 (2012).
14.
J.A. Baimova, S.V. Dmitriev. Comp. Mater. Sci. 50(4),1414 (2011).
15.
E.A. Korznikova. Letters on Materials. 3(4), 330 (2013).
16.
J.A. Baimova, S.V. Dmitriev, E.V. Avtokratova, O.Sh.Sitdicov. Fundamentalnie problem sovremennogomateriallovedeniya. 6(1), 42 (2009).
17.
J.A. Baimova, S.V. Dmitriev, V.V. Astanin, A.I.Pshenichnyuk. Fundamentalnie problem sovremennogomateriallovedeniya. 7(3), 7 (2010).
Цитирования
1.
Baimova J.A., Lukyanov A.V., Pushin V.G., Babicheva R.I., Gunderov D.V., Dmitriev S.V., Reviews on Advanced Materials Science 47(1-2), 86-94 (2016).