ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термоупругое мартенситное превращение из "Сплавы с эффектом памяти формы " Таким образом, независимо от того, происходит ли превращение по атермическому или изотермическому типу, отдельные кристаллы мартенсита образуются и растут с очень большой скоростью. Даже при понижении температуры или с течением времени скорость роста кристаллов мартенсита не увеличивается. Механизм превращения, характеризующийся такими особенностями, называют нс рмоупругим. При термоупругом превращении первоначально образовавшиеся отдельные кристаллы мартенсита растут при понижении температуры со скоростью, соответствующей скорости охлаждения. При этом скорость роста может оказаться столь малой, что превращение можно наблюдать даже невооруженным глазом. При нагреве происходит обратный процесс уменьшение кристаллов. Указанное термоупругое мартенситное превращение играет основную роль в проявлении эффекта памяти формы. [c.14] На рис. 1.4 показано [3] изменение электросопротивления при прямом мартенситном превращении и обратном превращении в сплавах Ре — 30 % (ат.) N1 и Аи — 47,5% (ат.) Сс1. Температурный гистерезис превращения в сплавах РеМ очень большой — 400°С. В сплавах же Аи—Сс) температурный гистерезис превращения очень мал 15°С. [c.14] На рис. 1.5 приведены микрофотографии, полученные с помощью оптического микроскопа. Эти микрофотографии иллюстрируют постепенный рост кристаллов термоупругого мартенсита в сплавах Си—А1—N1 при охлаждении или постепенное их уменьшение при нагреве. При приложении внешних сил наблюдается аналогичная картина. [c.16] Как показано выше, для возникновения термоупругого мартенситного превращения необходимо, чтобы поверхностная энергия и энергия пластической деформации были настолько малы, что ими Можно было бы пренебречь. Это условие выполняется, если изменение структуры при превращении незначительно и, следовательно, объемные изменения невелики, а степень когерентности исходной и мартенситной фаз на поверхности раздела весьма велика. Указанное условие, как правило, выполняется, если в исходной и мартенситной фазах возникает упорядоченная структура. [c.16] В табл. 1.1 приведен состав сплавов, в которых происходит термоупругое мартенситное превращение и наблюдается эффект памяти фор -мы. Здесь же указаны температура М , температурный гистерезис превращения, изменение кристаллической структуры, наличие или отсутствие упорядоченной структуры, объемные изменения. За некоторым исключением, указанные выше условия выполняются почти для всех сплавов. Сплавь , составляющие исключение, имеют неупорядоченную структуру, однако соответствие решеток при превращении у них, как показано ниже, такое же, как и в упорядоченных структурах. [c.16] В этих уравнениях — изменение химической свободной энергии, 8 Ад ) — увеличение свободной энергии нехимической природы (с учетом только упругой энергии, накопленной при термоупругом превращении). Таким образом, Ад - энергетический член, соответствующий силе сопротивления росту или уменьшению кристаллов мартенсита или образованию и исчезновению новых кристаллов мартенсита. [c.17] Аи-Сс) и Си—А1—N1 (см. рис. 1.4) является мартенситным превращением первого рода, а в сплавах РезР1, 1п—Т1, Си-2п, Ад—Сс1, Аи—2п, N1-А1 — мартенситным превращением второго рода. [c.20] Как указано в разд. 1.2, во многих сплавах, испытывающих термоупругое мартенситное превращение, образуется упорядоченная структура. Как правило, эти сплавы имеют о.ц.к. решетку. Сплавы, в которых термоупругое мартенситное превращение происходит без образования упорядоченной структуры (1п—Т1, Ре—Рс), Мп-Си), характеризуются тем, что исходная фаза этих сплавов имеет г.ц.к. решетку. Исходная фаза сплава с упорядоченной структурой РезР также имеет г.ц.к. решетку. Тем не менее за исключением указанных четырех сплавов все сплавы с эффектом памяти формы, в которых происходит термоупругое мартенситное превращение, являются сплавами с упорядоченной структурой на основе о.ц.к. решетки. Эти сплавы называют сплавами с /3-фазой. [c.20] Ниже рассматриваются особенности кристаллической структуры исходной и мартенситной фаз в сплавах с 3-фазой. Независимо от типа сплава /3-фазу в случае упорядочения по типу СзС1 при соотношении компонентов 50 50 обозначают [5] /Зз, а в случае упорядочения по типу РезА1 при соотношении компонентов 75 25-/31. Мартенситные фазы, образующиеся из /3 - или /31-фаз, обозначают соответственно /Зз и /3 . Кроме того, в некоторых случаях в зависимости от особенностей кристаллической структуры мартенситные фазы обозначают 7з или з, или 0 1, хотя такое обозначение и не является общепринятым. [c.20] Мартенситное превращение в сплавах с /3-фазой можно в сущности рассматривать как структурное превращение, обусловле ное деформацией самой плоскости (110) и сдвигом в направлении [110] в плоскости (110) (в отдельных случаях происходит перетасовка. Следовательно, кристаллическая структура образовавшегося мартенсита может быть представлена в виде структуры с упорядоченным в разной последовательности чередованием плоскостей с наиболее плотной упаковкой атомов, три типа которых (А, В, С) показаны на рис. 1.9 и шесть других типов А, В, С, А, в, с ) - на рис. 1.10. Структуру таких кристаллов называют структурой с периодической укладкой (рис. 1.11). Мартенсит в сплавах с /3-фазой имеет одну из периодических слоистых структур, показанных на рис. 1.11. [c.21] Вернуться к основной статье