Новые фазы и уникальные баро- и деформационно-индуцированные термообрати-мые магнитные и структурные фазовые превращения в низкомодульных сплавах с эффектами памяти формы систем B2–Ti-Ni, L21–Ni-Mn-Ga, D03–Cu-Al-Ni

В.Г. Пушин, Н.Н. Куранова, Е.Б. Марченкова, В.В. Макаров, А.Э. Свирид, А.Н. Уксусников, Ю.М. Устюгов, А.В. Королев, В.В. Марченков, В.П. Пилюгин

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

 

Используя высокие давления (до 12 ГПа), мегапластическую деформацию и нагрев, обнаружены новые баро- и деформационно-индуцированные фазы и обратимые магнитные и структурные фазовые превращения в низкомодульных атомноупорядоченных сплавах с памятью формы трех наиболее перспективных для практического применения систем Ti-Ni, Ni-Mn-Ga, Cu-Al-Ni с разным структурным типом аустенитной фазы (B2, L21, D03). Впервые установлено, что высокобарическая обработка сжатием, не изменив размер зерен, приводит к ориентационным бароупругим мартенситным превращениям по ступенчатой последовательности через длиннопериодные метастабильные фазы к конечным двойникованным стабильным фазам. Обратные превращения в аустенитную фазу при нагреве являются структурнообратимыми, обеспечивают восстановление исходной ориентации зерен и, соответственно, эффекты памяти формы. Дальнейшая мегапластическая деформация вызывает фазовые превращения наряду с радикальным измельчением зерен, сопровождаемые ступенчатым понижением ранга сверхструктуры фаз при атомном и магнитном разупорядочении, и аморфизацией. Нагрев позволяет управлять в широких пределах эффектами памяти формы, свойствами и размером зерен.

 

Рис. 1. Электронно-микроскопические изображения мартенсита сплавов после барообработки (РЭМ: а, б, 6 ГПа), последующей мегапластической деформации в наноструктурное состояние (ПЭМ: в – 3 ГПа, г – 5 ГПа) или аморфное состояние (прямое разрешение ПЭМ: д - 7 ГПа), а также отжига, восстанавливающего рекристаллизованное ультрамелкозернистое состояние (ПЭМ: е).

 

  1. Structural and Phase Transformations and Physical and Mechanical Properties of Cu-Al-Ni Shape Memory Alloys Subjected to Severe Plastic Deformation and Annealing [Текст] / A.E. Svirid, V.G. Pushin, N.N. Kuranova, V.V. Makarov, Y.M. Ustyugov // Materials. — 2021. — V. 14. — P. 4394— 4416.

 

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№ АААА-А18-118020190116-6, Шифр «Структура».