WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В предлагаемой трактовке структуры одномерно упорядоченных фаз каждый из 14-вершинных кластеров -фазы является источником одноосного поля напряжений. При малой объемной доле таких кластеров их расположение в решетке твердого раствора будет неупорядоченным. При увеличении их числа станет заметным их деформационное взаимодействие, обусловленное упругими искажениями решетки. Тогда в соответствии с моделью Зинера-Хачатуряна о происхождении тетрагональности железо-углеродистого мартенсита упругое взаимодействие центров искажений приводит к их упорядоченному расположению в пространстве. В случае мартенсита в сплавах железо-углерод это приводит к размещению атомов углерода лишь в одной из трех возможных подрешеток октаэдрических междоузлий ОЦК-решетки железа, что и приводит к тетрагональности мартенсита. В случае сплавов на основе В2-фазы это проявляется в существовании описанных выше n-фаз. Возможно, что и другие предмартенситные явления, в частности т.н. твидовый контраст, можно интерпретировать как присутствие 14-вершинных -кластеров в пределах среднего твердого В2-раствора, но пространственное размещение этих кластеров еще неупорядоченное.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. Впервые с единых позиций в рамках концепции прафазы и политопного подхода разработаны структурные модели метастабильных структурных состояний, реализующихся в сплавах с исходной структурой на основе ОЦК-решетки (упорядоченной или неупорядоченной): моноклинного семислойного 7R-мартенсита в интерметаллиде NiAl, промежуточного ромбоэдрического мартенсита (R-фазы) в сплавах на основе NiTi, ромбоэдрически искаженных В2-фаз с одномерным упорядочением вакансий (-фаз) в системе Al-Cu-Ni. Сопоставление параметров разработанных моделей с экспериментальными данными показало их хорошее количественное согласие.
  2. Модели моноклинного 7R-мартенсита в NiAl и R-мартенсита в NiTi основаны на ранее предложенной модели превращения ОЦК-ГП в титане и цирконии, в которой в качестве прафазы, включающей в себя в качестве подгрупп группы симметрии обеих фаз, участвующих в превращении, используется 8-мерная решетка алмаза Е8, порождаемая трансляцией 4-мерных икосаэдров (политопов {3,3,5}). Согласно этой модели превращение ОЦК-ГП в реальном 3-мерном пространстве описывается как взаимная реконструкция координационных полиэдров кубической и гексагональной решеток через промежуточную конфигурацию кристаллической структуры -фазы, являющуюся фазой высокого давления титана и циркония. Применительно к 7R-мартенситу в NiAl и R-фазе в NiTi указанная модель рассматривает обе эти фазы как продукты неполного мартенситного превращения, а их структура собирается из координационных полиэдров, являющихся фрагментами исходной ОЦК-фазы и промежуточной -фазы.
  3. Модель структуры 7R-мартенсита NiAl образована укладкой параллельно базисной плоскости {110} исходной структуры В2 четырех слоев ромбоэдров ОЦК-структуры и 3 слоев -кластеров. В полученной 3-мерной периодической структуре выделяется моноклинная элементарная ячейка с параметрами a=0,428 нм, b=0,270нм, с=1,447 нм, =94,210, что хорошо согласуется с экспериментальными значениями параметров решетки мартенсита 7R из разных работ. Граница раздела между 7R- мартенситом и окружающей аустенитной матрицей в этой модели образована фасетками по плоскостям {110} исходной ОЦК-фазы cо средним (огибающим) габитусом по {112} ОЦК-фазы.
  4. В сплавах на основе интерметаллида NiTi кристаллическая структура R-фазы с пространственной группой представлена как комбинация непревращенных ромбододекаэдров исходной ОЦК-структуры и 14-вершинных кластеров -фазы. В этом отношении модель структуры R-фазы подобна модели структуры семислойного мартенсита 7R в системе Ni-Al и отличается от последней способом объединения разных координационных полиэдров. Вершины псевдогексагональной ячейки ромбоэдрической фазы с координатами (0,0,0) декорированы центрами 14-вершинных -кластеров, а позиции с координатами (1/3, 2/3, z) декорированы центрами тригональных комплексов ромбоэдров-фрагментов структуры исходного ОЦК-аустенита. Периоды решетки в модели R-фазы (a = 0,7386 – 0,7411 нм и с = 0,5212 – 0,5230 нм ) и рассчитанное по модельным координатам атомов распределение интенсивности рентгеновских линий хорошо согласуются с опубликованными экспериментальными данными.
  5. Предложено альтернативное упорядочению вакансий объяснение образования -фаз в системе Al-Cu-Ni («одномерных квазикристаллов»). Положения наблюдаемых на электронограммах сверхструктурных рефлексов вдоль <111>* ОЦК-фазы соответствующие увеличению периода идентичности ОЦК-фазы вдоль тройной оси в 2, 3, 5, 8 или 13 раз, количественно объясняются соответствующими вариантами упорядоченного размещения кластеров -фазы в пространстве среднего В2-раствора. Причиной упорядоченного размещения -кластеров может быть взаимодействие обусловленных этими кластерами полей упругих напряжений, аналогично модели Зинера-Хачатуряна, объясняющей упорядоченное распределение атомов углерода в октаэдрических междоузлиях железоуглеродистого мартенсита суперпозицией упругих полей индивидуальных атомов углерода.
  6. Возможность единого описания рассмотренных метастабильных структурных состояний (7R-мартенсита, R-фазы, -фаз) как комбинаций превращенных и непревращенных кластеров исходной ОЦК-фазы позволило выдвинуть гипотезу о природе т.н. предмартенситных явлений в сплавах на основе NiAl и NiTi. Согласно гипотезе наблюдаемая совокупность этих явлений может быть обусловлена неупорядоченным или частично упорядоченным размещением -кластеров в пространстве исходного твердого ОЦК-раствора, когда взаимодействие полей упругих напряжений индивидуальных кластеров еще недостаточно для их полного упорядочения.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

  1. Структуры многослойного мартенсита и других промежуточных состояний в сплавах с эффектом памяти формы как реализации конструкций алгебраической геометрии / В.С. Крапошин, А.Л. Талис, Нгуен Ван Тхуан, О.А. Беляев // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2007. – №7. – С.3-9.
  2. Крапошин В. С., Нгуен Ван Тхуан. Модель кристаллической структуры R-мартенсита в сплавах с эффектом памяти формы на основе NiTi // Наука и образование: электронное научное издание. Инженерное образование. – 2007. – №6. № Гос. регистрации: 042070025. ISSN 1994-0408.
  3. Крапошин В.С., Талис А.Л., Нгуен Ван Тхуан. Структура -фазы как проекция политопа {3,4,3} и промежуточная конфигурация при полиморфных превращениях в титане и цирконии // Материаловедение. – 2007. – № 8. – С. 2-9.

список использованной литературы

  1. Крапошин В.С., Талис А.Л., Панкова М.Н. Политопный топологический подход к описанию мартенситного превращения // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1999. – № 8. С.23-28.
  2. Kraposhin V.S., Talis A.L., Dubois J.M. Structural realization of the polytope approach for the geometrical description of the transition of a quasicrystal into a crystalline phase // J. Phys.: Condens. Matter. – 2002. –V.14. – P.8987-8996.
  3. Крапошин В.С., Талис А.Л., Ван Яньцзин. Геометрическая модель полиморфных превращений в титане и цирконии // МиТОМ. – 2005. – №9. – С. 18-22.
  4. Kraposhin V.S., Talis A.L., Wang Y.J. Description of polymorphic transformations of Ti and Zr in the framework of the algebraic geometry // Materials Science and Engineering A. – 2006. – V.A438-440. – P.85-89.
  5. Polytope model and the electronic and structural properties of amorphous semiconductors / R. Mosseri, D.P. DiVincenzo, J.F. Sadoc, M.H. Brodsky // Phys. Rev. – 1985. – V.32. – Р.3974-4000.
  6. Goryczka, Morawiec H. Structure studies of the R-phase using the X-Ray and electron diffration method // J. Phys. France. –2003. – Vol. IV. – Р. 112.

Нгуен Ван Тхуан

Моделирование структур метастабильных состояний в сплавах с эффектом памяти формы на основе NiAl и NiTi

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 21.9.2007 г. Формат бумаги 60х84 1/16.

Бумага типографская № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.0.

Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ № 177.

Московский государственный

технический университет имени Н.Э. Баумана

105005, г. Москва, ул. 2-ая Бауманская, дом 5.


Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»