Анотація до роботи:

Односум В.В. Мартенситні перетворення в сплавах на основі Ni—Al, легованих B і Re. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 - фізика металів. – Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена вивченню впливу легування B і Re на структуру, параметри мартенситного перетворення та механічні властивості сплавів системи NiAl. Дослідження проводились методами рентгеноструктурного аналізу, оптичної та скануючої електронної мікроскопії, мікрорентгеноструктурного аналізу, диференційної скануючої калориметрії, резистометрії та механічних випробувань.

Встановлено, що основною причиною відсутності пластичності в сплавах NiAl є сильний ковалентний зв’язок між атомами Ni і Al. При легуванні NiAl сплавів ренієм має місце подрібнення структури; реній виділяється у міжвіттях дендритів NiAl, що приводить до фрагментації поліедрів при проходженні первинної рекристалізації, але не покращує механічних властивостей. Легування бором приводить до суттєвого зміцнення сплаву за рахунок утворення зернограничної боридної фази, але не впливає на пластичність. Легування як ренієм, так і бором не заважає протіканню мартенситного перетворення, проте дещо зменшує (~ на 5%) ступінь відновлення форми порівняно з бінарними сплавами. Підібрано легуючі компоненти та розроблено оптимальний склад сплаву (Ni_69,1Al_29,7B_0,4Re_0,8), в якому за рахунок включення мартенситного механізму деформації підвищено пластичність більше, ніж в три рази порівняно з бінарним NiAl сплавом, а ступінь відновлення форми залишається в межах 85 – 90%. Встановлено, що досягти умов, при яких деформація відбувається по мартенситному механізму можливо тільки при зменшені впливу сильного ковалентного зв’язку між атомами Ni та Al. Зроблено розрахунки параметрів магнітної міжатомної взаємодії в нестихіометрічних сплавах NiAl типу L1₂, що дає можливість розглядати ці сплави як реальні кандидати для виготовлення деталей в магнітних датчиках і інших приладах.

1. Встановлено, що NiAl сплави, леговані Re, зазнають мартенситного перетворення та проявляють ефект памяті форми. Як і у бінарних сплавах, параметри мартенситного перетворення, залежать від співвідношення між Ni та Al.

2. Встановлено, що при легуванні NiAl сплавів ренієм має місце подрібнення структури. Реній виділяється у міжвіттях дендритів NiAl, що приводить до фрагментації поліедрів при проходженні первинної рекристалізації. Така структура не покращує механічні властивості даних сплавів.

3. Показано, що легування бором (0,4 ат.%) приводить до зміцнення границь зерен, що суттєво підвищує міцність, але зовсім не впливає на пластичність.

4. Встановлено, що легування як ренієм, так і бором не заважає протіканню мартенситного перетворення, проте зменшує ~ на 5% ступінь відновлення форми порівняно з бінарними сплавами.

5. Існування сильного ковалентного звязку між атомами Ni та Al впливає на утворення мартенситу деформації в сплавах NiAl.

6. Встановлено, що подвійне легування бором і ренієм приводить до послаблення ковалентного звязку між атомами Ni та Al, що сприяє появі мартенситних механізмів деформації.

7. На основі проведених досліджень запропоновано сплав Ni_69,1Al_29,7B_0,4Re_0,8, пластичність якого в 3 рази перевищує пластичність бінарного NiAl сплаву. Кращі механічні властивості цього сплаву в порівнянні з бінарним сплавом пояснюються кількома факторами:

утворенням мартенситу деформації (основний фактор),

зміцненням границь зерен,

збільшенням кількості пластичної g (Ni₃Al) фази;

впливом невеликої добавки ренію на рухливість дислокацій всередині зерен, що таким чином покращує пластичність даних матеріалів .

8. Зроблено розрахунки параметрів магнітної міжатомної взаємодії в нестехіометричних сплавах NiAl типу L1₂ і оцінено значення фур’є-компоненти повної енергії змішування, що дало підставу стверджувати: в сплаві типу Ni₃Al, який є атомно упорядкованим, практично, в усьому діапазоні температур стабільності, магнітний порядок протидіє атомному. Для збагачених Ni сплавів заміщення типу L1₂ магнітна частина їх енергії змішування (як і менш значна “пружна” частина) протилежна за знаком (домінуючій) “електронній”.

Публікації автора:

1.Ю. Н. Коваль, Г. Е. Монастырский, В.В. Односум. Мартенситное превращение в сплавах на основе NiAlRe// Металлофизика и новейшие технологии.-2001.-Т.23-С.69-74.

2. Yu. N. Koval, G.E. Monastyrsky, V.V. Odnosum, G.S. Firstov, J. van Humbeeck. Effect of additions of Re in NiAl based alloy// J.Phys. IV France.-2003.-Vol.112.-P.1063-1066.

3. В. А. Татаренко, В.В. Односум, Ю. Н. Коваль, Г. Е. Монастырский. Магнитные межатомные взаимодействия и упорядочение атомов в нестехиометрических сплавах Ni—Al типа L1₂// Металлофизика и новейшие технологии.-2003.-Т.25.-С.1111-1132.

4. V.V. Odnosum, V. A. Tatarenko, Yu. N. Koval, G.E. Monastyrsky. Magnetic interatomic interactions in long-range ordered nonstoichiometric NiAl alloys by the data on diffuse scattering of radiations// Proc. of the XIX Conference

“Applied Crystallography”, Krakow, Poland.-Editors:

H. Morawiec, D. Stroz,World Scientific 2003.-P.97-100.

5. Коваль Ю. М., Монастирський Г. Є., Односум В.В. Особливості мартенситного перетворення в сплавах Ni-Al-Re// Тези. II Міжнародний Смакуловський Симпозіум “Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики” Тернопіль,Україна.-2000.- Р .131-132.

6. Yu.N. Koval, G.E. Monastyrsky, V.V. Odnosum, T. Czeppe, .V. Efremova, // Influence of the alloying with B and Re on NiAl based alloys// Abstract of International Conference Functional Materials.-Crimea, Partenit, Ukraine.-2003, --P. 171.

7. V.V. Odnosum, V.A. Tatarenko, Yu.N. Koval, G. E. Monastyrsky. Magnetic Interatomic interaction and secondary decomposition reactions in long-range ordered nonstoichiometric Ni-Al alloys by the data on diffuse scattering of radiations//Abstract of XIX Conference “Applied Crystallography”.-Krakow Poland, - 2003.-P.90.

8. Международная конференция “Современное материаловедение: достижения и проблемы – ММС-2005”., Киев, Украина- 2005-стор.-461-462.

Cписок використаних джерел інформації.

1. G.W. Groves and A. Kelly. Independent Slip System in Crystals// Philosophical Magazine.- Vol.8 .-1963.-P.877-885.