Анотація до роботи:

Тітенко А.М. Магнітне впорядкування в сплавах з пам’яттю форми. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.11 – магнетизм. Інститут магнетизму Національної Академії Наук та Міністерства Освіти та Науки України, Київ, 2006.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню фізичних властивостей феромагнітних сплавів з ефектом пам’яті форми. Об’єктами досліджень були сплави нікелю, міді та заліза з магнітним впорядкуванням. Застосовували такі методи досліджень: вимірювання низькопольової магнітної сприйнятливості, електроопору, намагніченості. Механічні властивості досліджувались з використанням одновісного розтягу. Структурні особливості вивчали за допомогою оптичної та електронної мікроскопії. Температура виникнення кристалів низькотемпературної мартенситної фази в межах мартенситної фази охолодження у сплаві Ni-Mn-Ga залежить від поля. Виявлено немонотонну зміну ширини гістерезису мартенситного перетворення при збільшені часу старіння сплаву Cu-Al-Mn. Встановлено взаємо-зв’язок між величинами температурного гістерезису мартенситного перетворення та надпружної деформації в сплаві Cu-Al-Mn. Встановлено фактори, які сприяють збільшенню відновлюваної деформації в сплавах з пам’яттю форми на основі заліза.

Досліджено вплив феромагнітного впорядкування аустенітної фази на наступне мартенситне перетворення у феромагнітних сплавах з пам’яттю форми. При цьому суттєво змінюються фізичні властивості цих матеріалів. Мартенситне перетворення феромагнітного аустеніту в сплавах Fe-Ni-Co-Ti відбувається з меншим об’ємним ефектом в порівнянні з випадком парамагнітного аустеніту.

1. Вперше вивчено влив магнітного поля на міжмартенситні переходи в сплаві Ni-52,Mn-24.4,Ga-23,6(ат.%) та виявлено зміщення температури початку цих переходів під впливом поля. Відмічено також зменшення температурного гістерезису міжмартенситного перетворення в магнітному полі.

2. Вивчена поведінка низькопольової магнітної сприйнятності сплаву Ni-Mn-Ga при різних значеннях магнітного поля при температурах близьких до температури Кюрі T_c. При зростанні магнітного поля температура максимуму сприйнятливості парапроцесу зміщується в сторону високих температур. Розраховано магнітний момент носія магнетизму в сплаві Ni-52,Mn-24.4,Ga-23,6 (ат. %), що склав приблизно значення 3.5 _B. Це дозволяє припустити, що розподіл атомів Mn однорідний.

3. Внаслідок виділення феромагнітних включень при старінні високотемпературної фази відбувається звуження температурного гістерезису мартенситного ₁ перетворення в сплаві Cu-13,1Al-4,8Mn (ваг.%). Різниця магнітних властивостей включень в аустеніті та мартенситі обумовлюється наявністю когерентних напружень, утворюючих магнітну анізотропію напружень включень, успадкованих мартенситними кристалами.

4. Встановлено, що максимальне значення надпружної деформації в полікристалічному сплаві Cu-Al-Mn відповідає структурному стану, який характеризується наявністю феромагнітних когерентних наночастинок, які в свою чергу сприяють більшій відповідності кристалічних граток мартенситу та аустеніту. Цей структурний стан також забезпечує мінімальну ширину температурного гістерезису мартенситного перетворення.

5. Максимальна величина відновлюваної деформації e^SE=4,45% була отримана при циклічних навантаженнях сплаву Fe-Ni-Co-Ti з такими характеристиками МП (DТ=39 К, Т_С-М_S=208 К) у температурному інтервалі M_fds (T_d-температура деформації). Відновлювана деформація в цьому випадку пов’язана з перетворенням при розтязі залишкового аустеніту в мартенсит та зворотним перетворенням при розвантаженні, що встановлено по зміні магнітної сприйнятливості під час деформування.

6. Напруження, необхідні для накопичення надпружної деформації за рахунок мартенситного перетворення в сплавах Fe-Ni-Co-Ti, зменшуються, а надпружна деформація зростає при зменшенні ширини температурного гістерезису перетворення, внаслідок зменшення об’ємного ефекту V/V мартенситного перетворення, за рахунок магнітного впорядкування.

7. Оптимальному поєднанню механічних властивостей феромагнітного сплаву Fe-Ni-Co-Ti відповідає термомеханічна обробка, яка поєднує між собою холодну деформацію загартованого аустеніту з наступним старінням. Для сплаву з температурним гістерезисом МП ~DТ= 150 К значення надпружної деформації складає величину 2% при відповідній напрузі 0,5 ГПа, залишкова пластична деформація при цьому відсутня.

Публікації автора:

1. Гунько Л.П., Титенко А.Н. Механические свойства сплавов Fe-Ni-Co-Ti с термоупругим мартенситным превращением // Металлофизика и новейшие технологии. - 1998.-Т. 20, №8.- C.16-20

2. Гунько Л.П., Такзей Г.А., Титенко А.Н. Сверхупругость сплавов Fe-Ni-Co-Ti с термоупругим мартенситом // ФММ. - 2001.- Т.91, №6. - С.95-99

3. Gunko L.P., Takzei G.A., Titenko A.N. Thermoelastic martensitic transformation in ferromagnetic materials and their superelastic properties // Functional Materials.-2002.- vol.9, №1.- P.75-78.

4. Титенко А.Н., Козлова Л.Е., Черненко В.А. Влияние степени предварительной пластической деформации и времени отжига на механические свойства сплава Fe-Ni-Co-Ti с эффектом памяти формы // Металлофизика и новейшие технологии. - 2001.- Т.23, №11. -С.1513-1524.

5. Козлова Л.Е., Кокорин В.В, Титенко А.Н. Влияние старения на температурный гистерезис мартенситного превращения в сплаве Cu-Mn-Al // ФММ. - 2002.- Т.94, №3.-С.85-87.

6. Kokorin V.V., Kozlova L.E. and Titenko A.N. Temperature Hysteresis of Martensite Transformation in Aging Cu-Al-Mn Alloy // Scripta Mat.- 2002.-47.-P. 499-502.

7. Титенко А.Н., Козлова Л.Е., Кокорин В.В., Куцый Р.Н. Сверхупругость в состаренных сплавах Cu-Al-Mn // ФММ. - 2002.- Т.94, №5. - С.89-91.

8. Кокорин В.В., Титенко А.Н., Перекос А.Е., Ефимова Т.В. Превращение между мартенситными фазами в сплаве Ni-Mn-Ga в магнитном поле // ФММ. -2003.-Т.95, №6. -С.25-28.