Механические испытания материалов с памятью формы, полученных плазменно-искровым методом

Г. Е. Монастырский$^{1,2}$, А. В. Гильчук$^{1}$, П. Ошан$^{3}$, О. Н. Иванова$^{4}$, Ю. Н. Подрезов$^{4}$, Ю. Н. Коваль$^{2}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
$^{3}$Institut de Chimie et des Matériaux Paris Est (ICMPE—CNRS), 2—8 Henri Dunant Rue, 94320 Thiais, France
$^{4}$Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 19.03.2014; окончательный вариант - 23.10.2014. Скачать: PDF

Испытания на сжатие были выполнены при комнатной температуре для образцов сплавов Ni49,0—Mn28,5—Ga22,5 (ат.%) и Ni63—Al37 (ат.%), как для выплавленных, так и полученных плазменно-искровым методом (ПИМ). Для обеих систем пластичность ПИМ-образцов возрастает более чем на порядок по сравнению с исходными. Прочность на сжатие сплава Ni—Mn—Ga увеличивается от 180—240 МПа для выплавленных образцов до 510—815 МПа для ПИМ-образцов в зависимости от режимов обработки, для сплава Ni—Al – от 760 до 1310 МПа. Напряжение разрушения образцов Ni—Mn—Ga увеличивается от 185—215 до 1170 МПа, а для образцов Ni—Al – от 790 до 1870 МПа. Спечённые образцы обеих систем имеют композитную структуру, образованную из металлических частиц микронных размеров, скреплённых связующей фазой, состоящей из Ni$_{3}$Al и Al$_{2}$O$_{3}$ для сплава Ni—Al и из MnO с небольшим количеством Ni$_{3}$Ga для сплава Ni—Mn—Ga. Предполагается, что эта фаза укрепляет границы зёрен. Это вместе с уменьшением размера зерна, а также многосвязной морфологией образцов Ni—Mn—Ga, консолидированных из полых частиц, и наличием пластической $\gamma^{'}$-фазы в частицах Ni—Al улучшает механические свойства сплавов, полученных плазменно-искровым методом.

Ключевые слова: испытания на сжатие, сплавы Ni—Mn—Ga, сплавы Ni—Al, плазменно-искровой метод, метод электро-искровой эрозии.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i11/1547.html

PACS: 62.20.fg, 81.05.Bx, 81.20.Ev, 81.30.Kf, 81.40.Ef, 81.40.Jj, 81.70.Bt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. O. Söderberg, Y. Ge, I. Aaltio, O. Heczko, and S.-P. Hannula, Mater. Sci. Eng., A481–482: 80 (2008). Crossref
  2. Z. Wang, M. Matsumoto, T. Abe, K. Oikawa, J. H. Qiu, T. Takagi, and J. Tani, Mater. Trans., 40: 389 (1999). Crossref
  3. O. Söderberg, D. Brown, I. Aaltio, J. Oksanen, J. Syrén, H. Pulkkinen, and S.-P. Hannula, J. Alloys Compd., 509: 5981 (2011). Crossref
  4. X. H. Tian, J. H. Sui, X. Zhang, X. Feng, and W. Cai, Chin. Phys. B, 20, No.4: 047503 (2011). Crossref
  5. X. H. Tian, J. H. Sui, X. Zhang, X. Feng, and W. Cai, J. Alloys Compd., 509: 4081 (2011). Crossref
  6. X. H. Tian, J. H. Sui, X. Zhang, X. H. Zheng, and W. Cai, J. Alloys Compd., 514: 210 (2012). Crossref
  7. Z. Wang, M. Matsumoto, T. Abe, K. Oikawa, T. Takagi, J. Qiu, and J. Tani, Mater. Trans., 40, No.9: 871 (1999). Crossref
  8. P. Ochin, A. V. Gilchuk, G. E. Monastyrsky, Yu. N. Koval, A. A. Shcherba, and S. N. Zaharchenko, Mater. Sci. Forum, 738–739: 451 (2013). Crossref
  9. O. C. Alonso, J. G. Cabañas-Moreno, J. J. Cruz-Rivera, H. A. Calderón, M. Umemoto, K. Tsuchiya, S. Quintana-Molina, and C. Falcony, J. Metastable and Nanocrystalline Materials, 8: 635 (2000).
  10. J. S. Kim, S. H. Jung, Y. Do Kim, C. H. Lee, and Y. S. Kwon, Mater. Sci. Forum, 449–452: 1101 (2004). Crossref
  11. J. S. Kim, H. S. Choi, D. V. Dudina, J. K. Lee, and Y. S. Kwon, Solid State Phenom., 119: 35 (2007). Crossref
  12. G. E. Monastyrsky, P. A. Yakovenko, V. I. Kolomytsev, Yu. N. Koval, A. A. Shcherba, and R. Portier, Mater. Sci. Eng. A, 481–82: 781 (2008).
  13. J. Carrey, H. B. Radousky, and A. E. Berkowitz, J. Appl. Phys., 95: 823 (2004). Crossref
  14. D. B. Miracle, Acta Metall. Mater., 41, No. 3: 649 (1993). Crossref
  15. P. V. Mohan Rao, K. Satyanarayana Murthy, S. V. Suryanarayana, and S. V. Nagnder Naidu, phys. status solidi (a), 133: 231 (1992). Crossref
  16. S. Rosen and J. A. Goebel, Trans. Metall. Soc. AIME, 242: 722 (1968).
  17. K. Enami, S. Nenno, and K. Shimizu, Trans. Jap. Inst. Metals, 14: 161 (1973). Crossref
  18. E. N. Maslen, V. A. Streltsov, N. R. Streltsova, N. Ishizawa, and Y. Satow, Acta Crystallogr. Sec. B: Structural Science, 49: 973 (1993). Crossref
  19. J. Pons, V. A. Chernenko, R. Santamarta, and E. Cesari, Acta Mat., 48: 3027 (2000). Crossref
  20. C. A. Barrett and E. B. Evans, J. Am. Ceram. Soc., 47: 533 (1964). Crossref
  21. P. J. Webster, K. R. A. Ziebeck, S. L. Town, and M. S. Peak, Philos. Mag. B, 49: 295 (1984). Crossref
  22. J. S. Kasper and B. W. Roberts, Phys. Rev., 101: 537 (1956). Crossref
  23. Y. Mishima, S. Ochiai, and T. Suzuki, Acta Metall., 33: 1161 (1985). Crossref
  24. G. E. Monastyrsky, P. Ochin, A. V. Gilchuk, V. I. Kolomytsev, and Yu. N. Koval, J. Nano- and Electronic Physics, 4: 01007-1 (2012); R. von Mises, Z. Angew. Math., 8: 161 (1928). Crossref
  25. S. Dymek, M. Dollar, S. J. Hwang, and P. Nash, Mater. Sci. Eng. A, 152: 160 (1992). Crossref