СТРУКТУРА И МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В СПЛАВЕ Ni50Mn18.5Ga25Cu6.5, ПОДВЕРГНУТОМ ВСЕСТОРОННЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КОВКЕ
Автор: Руслан Юнусович Гайфуллин
Соавторы: Нагимов М.И., Галеев Р.М., Мусабиров И.И.
Организация: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Сплавы Гейслера на основе системы Ni-Mn привлекают широкое внимание исследователей благодаря наличию ферромагнитного эффекта памяти формы (ФЭПФ), магнитокалорического эффекта (МКЭ), эластокалорического эффекта (ЭКЭ) и др. Наиболее актуальным является магнитокалорический эффект как наиболее перспективный с точки зрения практического применения сплавов в качестве твердотельного хладагента в холодильных установках. Но основным препятствием для практической реализации таких установок является низкая усталостная прочность сплавов Гейслера. Известно, что повышение механических свойств материала может быть достигнуто за счет деформационно-термической обработки (ДТО). Однако в случае со сплавами Гейслера необходимо учитывать, что обработка может значительно уменьшить величину функциональных эффектов. Поэтому структура сплава после ДТО должна иметь не только повышенную прочность, но и обеспечить достаточную величину функционального эффекта. Ранее авторами уже было показано значительное увеличение циклической прочности сплава системы Ni-Mn-Ga-Si методом всесторонней изотермической ковки [1].
В данной работе представлены результаты исследования микроструктуры и характеристических температур мартенситного превращения в поликристаллическом сплаве Гейслера Ni50Mn18.5Ga25Cu6.5 в исходном состоянии и после ДТО методом всесторонней изотермической ковки (ВИК) при 700°С и степени деформации e=2,59.
На рис. 1 представлена микроструктура сплава в исходном и кованом состоянии. Съемка структуры выполнена при комнатной температуре в режиме обратно-рассеянных электронов (BSE). Как видно из рис. 1а, структура сплава в исходном состоянии характеризуется крупными равноосными зернами, размеры которых составляют 300-400 мкм.
В результате ДТО исходная микроструктура сплава трансформируется в двухкомпонентную микроструктуру типа «ожерелье», в которой крупные зерна размером 200-300 μm окружены прослойкой мелкозернистой структуры с размерами зерен около 20-30 μm (рис. 1b).
Анализ данных дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) показывает, что в результате ДТО сплава наблюдается смещение характеристических температур мартенситного превращения в область низких температур. Величина смещения температуры составила 6°С.
