Закономерности термоупругих мартенситных превращений и механизмы ориентационной зависимости функциональных свойств в монокристаллах однофазных и гетерофазных сплавов с B2(L21)-сверхструктурой

• Автор: Панченко, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 453 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕРМОУПРУГИХ МАРТЕНСИТНЫХ

ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ/НАГРЕВЕ В МОНОКРИСТАЛЛАХ В2-ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ В ОДНОФАЗНОМ И ГЕТЕРОФАЗНОМ
СОСТОЯНИИ
Введение
1.1. Характеристики аустеиитных и мартенситных фаз в сплавах Ть№, Со-№-А1 и М-Те-Оа-(Со)

1.2. Закономерности термоупругих мартенситных превращений при

охлаждении/нагреве в закаленных монокристаллах сплавов ТЫЛ, Со-№-А1 и монокристаллах МГЕс-ОаДСо) после роста в исходном состоянии

1.2.1. Зависимость температур В2-В19'-мартенситного превращения,

температурного гистерезиса от концентрации N1 в закаленных монокристаллах сплавов Т1-(50.3-51.5) ат.%№
1.2.2. Термоупругие мартенситные превращения при охлаждении/нагреве в исходных монокристаллах №-Ее-Оа-(Со)
1.2.3. Термоупругие В2-Ыо мартенситные превращения при
охлаждении/нагреве в закаленных монокристаллах сплава Со-№-А1
1.2.4. Термодинамическая модель для описания термоупругих МП в монокристаллах В2(Ь2|)-сплавов ТЫЛ, ТЛ-Ье-СаДСо), Со-ГЛ-А1 в исходном, закаленном состоянии
1.3. Закономерности изменения температур мартенситных превращений, температурного гистерезиса в нанокомпозитах, созданных на основе состаренных в свободном состоянии монокристаллов сплавов ТЫЛ, Со-1Л-А1,
№-Ее-Оа-(Со)
1.3.1.Особенности развития термоупругих мартенситных превращений в
состаренных в свободном состоянии монокристаллах ТЫЛ
1.3.2.Термодинамическая и микромеханическая модели развития В2-Я-В19' мартенситных превращений в состаренных в свободном состоянии монокристаллах ТЫЛ
1.3.3.Сложно-стадийные термоупругие В2-11-В19' мартенситные превращения в гетерофазных монокристаллах ТЫЛ
1.3.4.Влияние старения в свободном состоянии на термоупругие В2-Ь1о мартенситные превращения при охлаждении/нагреве в монокристаллах сплава Со-ТЛ-А
1.3.5.Закономерности развития термоупругих мартенситных превращений в
состаренных монокристаллах сплавов №54Ее[90а27 и ИЩЕе^ОагтСоб
2. ОРИЕНТАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ И АСИММЕТРИЯ ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ В ОДНОФАЗНЫХ И ГЕТЕРОФАЗНЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ СПЛАВОВ ТЫЛ, Со-№-А1, КЧ-Ее-СаДСо), ИСПЫТЫВАЮЩИХ В2-(Я)-В19' В2-Ы0 и В2(Ь2,)-
14М-Ыо МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
Введение

2.1. Влияние ориентации и способа деформации - растяжение/сжатие, на величину ЭПФ в однофазных и гетерофазных монокристаллах Ti-Ni, испытывающих B2-(R)-B19' мартенситными превращениями
2.2.1. Эффект памяти формы в закаленных монокристаллах Ti-Ni с В2-В19’ мартенситными превращениями
2.1.2. Влияние дисперсных частиц TijNi4 на эффект памяти формы в состаренных монокристаллах Ti-Ni с B2-(R)-B19’ мартенситными превращениями
2.2. Эффект памяти формы в монокристаллах Co-Ni-Al, испытывающих B2-Llo мартенситные превращения
2.3 Зависимость эффекта памяти формы от ориентации и способа деформации в монокристаллах ферромагнитных сплавов Ni-Fe-Ga и Ni-Fe-Ga-Co
2.3.1 Эффект памяти формы в исходных монокристаллах Nis4Fei9Ga27 и Ni49FeigGa27Co
2.3.2 Влияние старения на эффект памяти формы в монокристаллах сплава Ni49FeisGa27Co
2.4 Закономерности ориентационной зависимости и механизм эффекта памяти формы в однофазных и гетерофазных монокристаллах В2-сплавов Ti-Ni, Co-Ni-
Al, Ni-Fe-Ga-(Co)
2.4.1 Особенности проявления эффекта памяти формы в высокопрочных закаленных монокристаллах В2-сплавов Ti-Ni, Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co)
2.4.2 Взаимосвязь величины эффекта памяти формы и микроструктуры состаренных монокристаллов сплавов Ti-Ni, Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co)
2.4.3 Механизм эффекта памяти формы в высокопрочных однофазных и гетерофазных монокристаллах сплавов Ti-Ni, Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co)
3 ПРИРОДА ОРИЕНТАЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТИ И АСИММЕТРИИ КРИТИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ОБРАЗОВАНИЯ МАРТЕНСИТА ПОД НАГРУЗКОЙ И СВЕРХЭЛАСТИЧНОСТИ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ОДНОФАЗНЫХ И ГЕТЕРОФАЗНЫХ СПЛАВОВ Ti-Ni, Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co)
Введение
3.1 Зависимость сверхэластичности и критических напряжений для развития В2-В19' мартенситных превращений от ориентации кристалла, способа деформации и температуры испытания в однофазных и гетерофазных монокристаллах сплавов Ti-Ni
3.1.1 Температурная зависимость деформирующих напряжений и сверхэластичность в однофазных монокристаллах Ti-Ni
3.1.2 Влияние дисперсных частиц ^№4 на ориентационную зависимость критических напряжений образования мартенсита и сверхэластичность в гетерофазных монокристаллах сплавов Ti-Ni
3.2 Ориентационная зависимость и асимметрия критических напряжений образования мартенсита, температурного интервала сверхэластичности в закаленных монокристаллах сплавов Со4о№з3А127 и Соз5№з5А1зо
3.3 Зависимость последовательности термоупругих B2(L2|)-14M-Llo мартенситных превращений, критических напряжений образования мартенсита, температурного интервала сверхэластичности от ориентации кристалла и

способа деформации в однофазных и гетерофазных монокристаллах сплавов МлРе^аг? и №49Геі80а27Соб
3.3.1 Термоупругие мартенситные превращения и высокотемпературная сверхэластичность в исходных монокристаллов сплавов ~№54Ге|90а27 и Ы149ре|8Оа27Со
3.3.2 Влияние старения на развитие мартенситных превращений под нагрузкой в монокристаллах сплавов №54Ге;уОа27 и №49реі80а27Соб
3.4. Общие закономерности температурной зависимости критических напряжений образования мартенсита и критерий высокотемпературной сверхэластичности в однофазных и гетерофазных монокристаллах В2-сплавов
Ті-№, Со-№-А1, №-Ге-Оа-(Со)
3.5 Температурная зависимость механического гистерезиса и величины сверхэластичности в высокопрочных монокристаллах однофазных и гетерофазных монокристаллах сплавов ТІ-№, Со-№-А1, Мі-Рє-Са-(Со)
3.5.1 Зависимость величины сверхэластичности от температуры испытаний
в монокристаллах сплавов Ті-№, Со-М-А1, ТЛ-Ре-Оа-(Со)
3.5.2 Зависимость величины механического гистерезиса от ориентации, способа деформации и температуры испытания в однофазных и гетерофазных монокристаллах сплавов Ті-І4і, Со-Иі-АІ, №-Ре-Оа-(Со)
3.6. Оценка возможности наведения больших магнитоиндуцированных деформаций в монокристаллах ферромагнитных В2-сплавов Со-ЬІі-АІ, Рй-Ре-
Оа-(Со)
4 ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕРМОУПРУГИХ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СОСТАРЕННЫХ ПОД
НАГРУЗКОЙ МОНОКРИСТАЛЛОВ СПЛАВОВ Ті-№, Со-Рй-А
Введение
4.1 Влияние старения под растягивающей нагрузкой на микроструктуру монокристаллов сплавов Ті-№ и характеристики термоупругих мартенситных превращений
4.2 Влияние старения под сжимающей и растягивающей нагрузкой на функциональные свойства монокристаллов сплава ТІ49 2М5о.
4.3 Функциональные свойства монокристаллов сплава СоззРЩзАЬо, состаренных
под сжимающей нагрузкой
4.3.1. Высокотемпературная сверхэластичность в состаренных в свободном состоянии и под нагрузкой монокристаллах сплава СоззРйззАІзо..
4.3.2. Двойной эффект памяти формы в состаренных под нагрузкой монокристаллах сплава Соз5>йз5А1зо
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Таблица 1.2.2 - Типы кристаллографических вариантов мартенсита В19' [150]
СУР-вариант мартенсита Пары вариантов, со взаимнодвойниковым соотношением ориентировок Плоскость габитуса
ц+) 1-2 (-0.89 0.22 -0.40)
ко 1-2’ (-0.89 -0.40 0.22)
14+) Г-2 (0.89 -0.40 0.22)
140 Г-2’ (0.89 -0.22 0.40)
2(+) 2-1 (0.89 0.22 0.40)
2(0 2-Г (0.89 0.40 0.22)
2’(+) 2’-1 (-0.89 0.40 0.22)
240 2’—Г (-0.89 0.22 0.40)
3(+) 3-4 (-0.40 0.89 0.22)
3(0 3-4’ (-0.22 0.89 0.40)
34+) 3’-4 (-0.22 -0.89 0.40)
340 3’_4’ (-0.40 -0.89 0.22)
4(+) 4-3 (0.40 0.89 0.22)
4(0 4-3’ (0.22 0.89 0.40)
44+) 4’—3 (0.22 -0.89 0.40)
440 4’—3’ (0.40 -0.89 0.22)
5(+) 5-6 (0.22 -0.40 0.89)
5(0 5-6’ (0.40 -0.22 0.89)
54+) 5’-6 (-0.40 0.22 0.89)
540 5’-6’ (-0.22 0.40 0.89)
6(+) 6-5 (0.22 0.40 0.89)
6(0 6-5’ (0.40 0.22 0.89)
64+) 6’-5 (-0.40 -0.22 0.89)
640 . 6’-5’ (-0.22 -0.40 0.89)
В результате такой компенсации макроскопическое изменение формы образца
практически равно нулю. Это явление называют самоаккомодацией. Например, если
усреднить деформацию формы, сопровождающую образование мартенситных кристаллов трех вариантов, то матрица, выражающая в целом изменение формы, оказывается близка к единичной матрице [150]:
" 0.950 0.008 0.019'
-0.019 1.023 0.005 . (1.2.1)
0.067 0.013 1.
Т = |{1(-)+!’(+)+ 2'(-)} =
Показано [5, 6, 90, 149-153], что кристаллы В 19-мартенсита могут содержать 7 систем двойников (табл. 1.2.3). Формирование различных систем двойникования связано с низкой симметрией мартенситной структуры. Деформация с инвариантной решеткой и формирования плоскости габитуса достигается путем образования двойников <011> II типа в СУР-вариантах мартенсита [149, 150]. Двойниники <011> II типа самый распространенный вид дефектов мартенсита охлаждения в однофазных кристаллах ТИД. Деформация с инвариантной решеткой может быть реализована двойниками {111} I типа (С), однако