Phase transformation and mechanical properties in Ni-Co-Mn-In ferromagnetic shape memory alloys containing y-phase particles

• Autorzy: Reclik K. , Prusik K. , Stróż D. , Goryczka T.

Warianty tytułu

PL

Przemiana fazowa i właściwości mechaniczne w ferromagnetycznych stopach z pamięcią kształtu Ni-Co-Mn-In zawierających wydzielenia fazy y

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes the influence of y-phase primary particles on the phase transfonnation temperatures, hardness and elastic modulus of Ni-Co-Mn-In ferromagnetic shape memory alloys (FSMA). The studied alloys were prepared by induction melting, annealed at 1173 K for 24 hours and then slowly cooled with the fumace. The chemical composition measurements revealed existence of the Co-rich and In-depleted phase, which was indexed by XRD (X-ray diffraction) technique as y-phase. In FSMA the phase transformation temperatures strongly depend on valence electron concentration ratio (e/a). Increasing the e/a value causes increasing the TM (martensite transformation) temperature, which was confirmed in all studied alloys. However, the y-phase particles has also an influence on martensitic transformation temperatures shifting them to lower values. Moreover the existence of large number of the the y-phase particles causes the increase of elastic modulus and decrease hardness. The observed pile ups for y-phase particles indicate their better plasticity in comparison to the matrix (either parent phase or martensite). Therefore, the alloys containing the y-phase particles are less brittle in comparison to single phase alloys which may improve the practical applications of the FSMA.

PL

W pracy badano wpływ obecności wydzieleń fazy y na temperatury charakterystyczne przemiany martenzytycznej, twardość i moduł sprężystości stopów Ni-Co-Mn-In. Stopy wytworzono metodą odlewania w piecu indukcyjnym, wyżarzono w temperaturze 1173 K przez 24 godziny, a następnie powolnie chłodzono z piecem. Badania składu chemicznego za pomocą metody EDS wykazały obecność wydzieleń fazy, która jest bogata w kobalt i uboga w ind. Rentgenowska analiza fazowa potwierdziła obecność fazy y. Temperatury przemiany martenzytycznej silnie zależą od stężenia elektronowego e/a. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem stężenia elektronowego e/a następuje wzrost temperatur charakterystycznych przemiany martenzytycznej. Ponadto obecność dużej ilości vvydzieleń fazy y powoduje przesunięcie temperatur przemiany martenzytycznej w stronę niższych wartości oraz wzrost modułu sprężystości i obniżenie twardości badanych stopów. Kształt obserwowanych pile up, czyli wytłoczeń wokół wgłębień resztkowych, świadczy o większej plastyczności cząstek fazy y w porównaniu z osnową (zarówno fazy macierzystej, jak i martenzytu). Stopy zawierające wydzielenia fazy y charakteryzują się większą plastycznością w porównaniu ze stopami jednofazowymi, co może korzystnie wpłynąć na ich praktyczne zastosowanie w przemyśle.

Słowa kluczowe

EN

Ni-Co-Mn-In alloys; y-phase; martensitic transformation; elastic modulus

PL

Ni-Co-Mn-In; faza y; przemiana martenzytyczna; moduł sprężystości

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 4
• Strony: 363--366
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Reclik K.

• Institute of Materials Science, University of Silesia, Chorzów

autor

Prusik K.

• Institute of Materials Science, University of Silesia, Chorzów

autor

Stróż D.

• Institute of Materials Science, University of Silesia, Chorzów

autor

Goryczka T.

• Institute of Materials Science, University of Silesia, Chorzów

Bibliografia

• [1] Pons J., Cesari E., Segui C., Masdeu F., Santamarta R.: Ferromagnetic shape memory alloys: Alternatives to Ni-Mn-Ga. Materials Science and Engineering A 481-482 (2008) 57÷65.
• [2] Sutou Y., Imano Y., Koeda N., Omori T., Kainuma R., Ishida K., Oikawa K.: Magnetic and martensitic transformations of NiMnX (X = In, Sn, Sb) ferromagnetic shape memory alloys. Applied Physics Letters 85 (2004) 4358÷4360.
• [3] Karaca H. E., Karaman I., Brewer A., Basaran B., Chumlyakov Y. I., Maire H. J.: Shape memory and pseudoelasticity response of NiMnCoIn magnetic shape memory alloy single crystals. Scripta Mataterialia 58 (2008) 815÷818.
• [4] Feng Y., Sui J. H., Gao Z. Y., Dong G. F., Cai W.: Microstructure, phase transitions and mechanical properties of Ni50Mn34In16_yCoy alloys. Journal of Alloys and Compounds 476 (2009) 935÷939.
• [5] Maziarz W.: Kształtowanie mikrostruktury magnetycznych stopów Co-Ni-Z i Ni-Mn-Z (Z = Al, Sn, In) i jej wpływ na przemianę martenzytyczną i własności. PAN, Kraków (201 1).
• [6] Morawiec H., Gigla M., Goryczka T., Chrobak D., Górka B., Prusik K.: Structure and properties of Ni2MnGa ferromagnetic shape memory alloys. Inżynieria Materiałowa 140 (2004) 268÷271.