Исследование термоупругих мартенситных превращений в высокопрочных кристаллах для инновационных инженерных приложений

Объект исследования - высокопрочные монокристаллы ферромагнитных сплавов на основе железа FeMnAlNi, кобальта CoNiGa, CoNiAl и никеля TiNi, NiGeGa(Co), NiMnCoIn с термоупругими мартенситными превращениями. Цель исследования - изучение функциональных свойств (обычного и двойного ЭПФ и эффекта СЭ) в зависимости от ориентации, типа мартенситного перехода, условий предварительной деформации и термической обработки, напряженности магнитного поля (для ферромагнитных материалов). При выполнении исследований использовались следующие методы: испытания на растяжение и сжатие образцов; оптическая микроскопия; электронная микроскопия тонких фольг; рентгеновские исследования по определению ориентации кристаллов; калориметрические исследования и исследования акустической эмиссии. Показано, что условия развития двойного эффекта памяти формы в монокристаллах TiNi достигаются за счет старения при 500°С под сжимающей нагрузкой 150 МПа, приложенной вдоль [111]-направления, и термоциклировании при -600 МПа; условия развития двойного эффекта памяти формы в однофазных монокристаллах CoNiAl и CoNiGa достигаются за счет тренировки в условиях развития сверхэластичности. В гетерофазных монокристаллах CoNiAl и CoNiGa двойной эффект памяти формы получен за счет старения при 350 - 400°С под сжимающей нагрузкой 100 - 150 МПа. Приложение магнитного поля (от 0 до 9 Тл) в [001]-монокристаллах метамагнитного сплава NiMnCoIn сдвигает температуры мартенситных превращений на 16°С и вызывает увеличение напряжений образования мартенсита под нагрузкой на 71 МПа.Ориентационная зависимость сверхэластичности в монокристаллах Fe₄₃,₅Mn₃₄Al₁₅Ni₇,₅ определяется способностью аккомодировать заданную деформацию за счет формирования одного или двух вариантов ориентированного мартенсита напряжений и образования дислокаций.