Магнитно-структурное превращение и функциональные свойства высокомарганцевых сплавов системы Mn-Cu

• Автор: Виноградова, Виктория Львовна
• Шифр специальности: 05.16.01, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 195 с. : ил

1. Обзор состояния вопроса.

1.1 .Термоупругое мартененпюе превращениеI

1.1.1. Основные положения1 I

1.1.2. Особенности термоупругого мартенситного превращения

1.1.3. Сплавы с термоупругим мартенситным превращением

1.1.4. Эффект памяти формы

1.2. Сплавы системы МпСи.

1.2.1. Диаграмма состояния сплавов системы МпСи

1.2.2. Природа ГЦКГЦТ превращения в сплавах системы МпСи. .

1.2.3. Влияние термической обработки на структуру сплавов системы МпСи

1.2.4. Механические свойства сплавов системы МпСи

1.2.5. Влияние легирования на структуру и свойства сплавов системы МпСи
1.2.6. Эффект памяти формы в сплавах системы МпСи
1.3. Упругие и неупругие свойства сплавов системы МпСи.
1.3.1. Внутреннее трение, обусловленное термоупругим мартенситным превращением
1.3.2. Упругие свойства сплавов с термоупругим мартенситным превращением.
1.3.3. Внутреннее трение сплавов системы МпСи
1.3.4. Упругие свойства сплавов системы МпСи.
1.4. Постановка задачи исследования.
2. Материалы и методы исследований.
2.1. Материалы исследования.
2.2. Методики исследования
2.2.1. Методы механической спектроскопии
2.2.2. Дилатометрический анализ.
2.2.3. Дифференциальный термический анализ
2.2.4. Методика измерения характеристик эффекта памяти формы
2.3. Выводы по главе
3. Механизм и параметры магнитоструктурного превращения в
сплавах системы МпСи.
3.1. Анализ упругих и неупругих аномалий в области температур магнитоструктурного перехода в сплавах системы МпСи.
3.1.1. Взаимосвязь упругих и неупругих эффектов с температурами мартенситного превращения в сплавах системы МпСи
3.1.2. Анализ фазовой неупругости в сплавах системы МпСи.
3.1.3. Анализ упругих эффектов и предмартенситмых явлений
в высокомарганцевых сплавах системы МпСи1
3.1.4. Анализ влияния магнитного поля па упругие и неупругие аномалии в интервале температур магнитоструктурного перехода в сплавах системы МпСи
3.2. Механизм магнитоструктурного перехода в сплавах
системы МпСи
3.3. Влияние легирования на параметры и характер фазового превращения в сплавах системы МпСи
3.4. Выводы по главе.
4. Функциональные свойства сплавов системы МпСи.
4.1. Диссипативные свойства сплавов МпСи
4.1.1. Влияние легирования и режима термической обработки
на диссипативные свойства сплавов системы МпСи.
4.1.2. Влияние термоциклпрования на диссипативные свойства сплавов системы МпСи.
4.1.3. Механизмы рассеяния энергии в мартенситной фазе
сплавов системы МпСи.
4.2. Элииварпыс свойства сплавов системы МиСи
4.3. Эффект памяти формы в сплавах системы МпСи
4.4. Выводы по главе.
Заключение и общие выводы
Б ибл иограф и чески й с гшеок.
Введение


В условиях термоупругого равновесия фаз при когерентной границе матричной и мартенситной фаз поверхностная энергия пренебрежимо мала, в этом случае условие термодинамического равновесия будет определяться упругой энергией, увеличивающейся с ростом мартенситных кристаллов. Поэтому движущая сила превращения должна быть существенно меньше, чем при нетермоупругом МП, а величина накапливаемой при росте мартенситного кристалла упругой энергии должна быть достаточна для компенсации химической движущей силы прямого МП, по не настолько велика, чтобы вызвать пластическую релаксацию и нарушить когерентность на межфазной границе. Следовательно, при термоупругом МП степень переохлаждения и связанная с пей величина температурного гистерезиса должны быть меньше, чем при нетеромоупругом МП. Упорядоченность структуры, повидимому, также является необходимым условием для реализации термоупругого мартенситного превращения, хотя их связь еще точно не ясна. Упорядочение может способствовать поддержанию когерентности на межфазовой границе изза роста предела текучести матрицы. Чаще всего сплавы, испытывающие термоупругое МП. ОЦК или ГЦК структурой, реже встречаются сплавы с неупорядоченной Г1структурой . Полная когерентность предполагает бездиежжационпый переход плоскостей одной решетки в другую. Однако в реальных условиях протекания мартенситного превращения, даже при термоупругом характере, всегда возникают дислокации, частично нарушающие когерентность и оказывающие вследствие этого влияние па подвижность границ, а значит и на гистерезис превращения. Степенью когерентности решеток сопрягающихся фаз, которая, в свою очередь, зависит от сдвига, объемного эффекта, прочностных характеристик фаз. Типом дислокаций на границе раздела фаз. Из сравнения характеристик полных и частичных дислокаций следует, что последние более подвижны, то есть могут перемещаться при меньших напряжениях и обратимо. Таким образом, образование такого рода несовершенств мало влияет на подвижность границ. Полные дислокации необратимы и поэтому их наличие может затруднять процессы движения межфазных границ. Фактором анизотропии упругих свойств А фаз, особенно в момент превращения. Влияние этого фактора на подвижность межфазных границ экспериментально не подтверждено. Однако, в материалах с термоупругим характером мартенситного превращения, как правило, А достаточно велико . Кроме того, следует ожидать, что при большом значении фактора анизотропии небольшое внешнее воздействие достаточно для перестройки решетки по мартенситному механизму. Такая неустойчивость свидетельствует о малой величине потенциального барьера, препятствующего протеканию термоупругого МП. Следовательно, подвижность границ в анизотропных материалах должна быть больше, чем в изотропных. МП упругая энергия может быть небольшой за счет близости кристаллогеометрии фаз или низких значений модуля сдвига, или достаточно большой, но при высокой прочности матрицы. В предыдущих разделах рассмотрены основные особенности и условия проявления ТУМП. Вероятно, наиболее благоприятные условия для ТУМП следует ожидать в интерметаллидах. Известно , что в основе стабильности интерметалл и да лежит периодичность его структуры, и любое нарушение этой периодичности приводит к резкому возрастанию энергии кристалла. Это делает затруднительным образование в этих материалах дефектов кристаллической структуры затрудненности пластической деформации способствуют и высокие значения модулей упругости в интерметаллидах. Для многих интерметалл идов также характерна малая движущая сила МП. Все отмеченные факторы содействуют термоупругому характеру мартепситного превращения. Первое экспериментальное наблюдение гермоупругого МП было проведено на образцах сплава Си ,5 А1 1 i . В дальнейшем ТУМП было обнаружено во многих других сплавах, как правило, это сплавы с упорядочеиной структурой. Сплавы с ОЦКструктурой. К этой группе относятся сплавы, имеющие в высокотемпературном состоянии ОЦК решетку, которая при охлаждении испытывает мартенситное превращение.