ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ И ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ СПЛАВА ГЕЙСЛЕРА
Автор: Кирилл Константинович Кирилюк
Соавторы: Мусабиров И.И.
Организация: Уфимский университет науки и технологий
Сплавы Гейслера - интерметаллидные соединения, которые имеют множество практически полезных функциональных эффектов, таких как ферромагнитный эффект памяти формы, магнитокалорический эффект и другие. Данные свойства позволяют рассмотреть использование этих сплавов при создании магнитных холодильников, микроактюаторов и других микромеханизмов. Однако применение данных соединений пока недоступно из-за низкой прочности при многократных циклах фазового превращения. Ранние исследования показали, что деформационно-термическая обработка (ДТО) увеличивает прочность сплава [1]. В данной работе представлены результаты исследования влияния отжига на микроструктуру и термическое расширение сплава Гейслера системы Ni-Mn-Ga-Si.
Слиток сплава был получен при помощи аргонно-дуговой выплавки, после чего был подвергнут деформационно-термической обработке методом всесторонней ковки. Отжиг образца с целью снятия внутренних напряжений проводился в вакууме при температурах от 400˚C до 800˚C с шагом 100˚C. Микроструктура была исследована с помощью растровой электронной микроскопии. Термическое расширение измерялось с помощью дилатометра на основе дифференциального трансформатора.
На рис. 1(а) представлена микроструктура образца после ДТО. Можно заметить, что структура состоит из крупных зёрен мартенсита размерами порядка 100 µm, окружённых прослойкой мелких зёрен размером около 5 µm. После отжига при 800˚C в образце происходит полная перекристаллизация. На снимке видно, что мелкозернистой структуры в образце не остаётся, а средний размер мартенситных зёрен составляет до 50 µm. Исследование микроструктуры сплава до и после отжига при различных температурах показало, что ориентация мартенситных пластин становится хаотичной, а мелкозернистая структура и вовсе пропадает.
Исследование дилатационных свойств показало, что после всесторонней изотермической ковки длина образца в процессе прямого мартенситного превращения сокращается на 0,41%, а после отжига при 800˚C образец сокращается на 0,29%.
Таким образом, полная перекристаллизация структуры должна приводить к снятию напряжений в материале, однако анизотропия термического расширения в области мартенситного превращения не исчезает.
