ОРИЕНТАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ И АСИММЕТРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ СПЛАВА FeNiCoAlTa ПРИ у-а’ МАРТЕНСИТНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ
|
Введение 6
1 Теория мартенситного превращения 11
1.1 Общие характеристики мартенситного превращения 11
1.2 Термоупругое и нетермоупругое мартенситное превращение 14
1.3 Термодинамика мартенситного превращения 18
1.4 Мартенситное превращение под нагрузкой 22
1.5 Кристаллография мартенситных превращений 25
1.6 Эффект памяти формы и сверхэластичность 29
2 Методика эксперимента 34
3 Функциональные и механические свойства монокристаллов сплава
FeNiCoAlTa 38
3.1 Влияние времени старения на мартенситное превращение в
монокристаллах сплава FeNiCoAlTa при деформации растяжением 38
3.2 Влияние ориентации на развитие мартенситного превращения под
нагрузкой в монокристаллах сплава FeNiCoAlTa при растяжении 48
3.3 Функциональные и механические свойства монокристаллов сплава
FeNiCoAlTa при деформации растяжением и сжатием 53
Заключение 64
Список использованной литературы 66
1 Теория мартенситного превращения 11
1.1 Общие характеристики мартенситного превращения 11
1.2 Термоупругое и нетермоупругое мартенситное превращение 14
1.3 Термодинамика мартенситного превращения 18
1.4 Мартенситное превращение под нагрузкой 22
1.5 Кристаллография мартенситных превращений 25
1.6 Эффект памяти формы и сверхэластичность 29
2 Методика эксперимента 34
3 Функциональные и механические свойства монокристаллов сплава
FeNiCoAlTa 38
3.1 Влияние времени старения на мартенситное превращение в
монокристаллах сплава FeNiCoAlTa при деформации растяжением 38
3.2 Влияние ориентации на развитие мартенситного превращения под
нагрузкой в монокристаллах сплава FeNiCoAlTa при растяжении 48
3.3 Функциональные и механические свойства монокристаллов сплава
FeNiCoAlTa при деформации растяжением и сжатием 53
Заключение 64
Список использованной литературы 66
За последние десятилетие металлические сплавы с термоупругими мартенситными превращениями (МП) привлекают к себе все больший интерес, из- за своих уникальных функциональных свойств, таких как эффект памяти формы (ЭПФ) и сверхэластичность (СЭ). Такие материалы находят активное применение во многих отраслях науки и промышленности. Наиболее известными материалами, проявляющими уникальные свойства ЭПФ и СЭ, являются материалы на основе Ti-Ni [1 - 11]. Они широко применяются в медицине и технике. Но использование сплавов на основе Ti-Ni в условиях высоких температур и напряжений оказывается затруднительным, что является их главным недостатком.
Актуальность работы. Сплавы на основе железа благодаря своей низкой стоимости, высокой прочности, становятся конкурентноспособными дорогостоящим сплавам на основе Ti-Ni. Железосодержащие сплавы имеют атомнонеупорядоченную структуру, и поэтому испытывают нетермоупругие у-а'-МП. Такое превращение сопровождается большим изменением объема при у-а'-МП, высоким значением температурного гистерезиса, небольшими прочностными свойствами исходной высокотемпературной фазы. Для того чтобы в сплавах на основе железа кинетика превращения изменилась от нетермоупругого к термоупругому превращению, используют старение, в ходе которого происходит выделение атомноупорядоченных по типу L12частиц у'-фазы. Образование в сплаве частиц у'-фазы диаметром от 5 до 30 нм приводит к повышению уровня прочностных свойств исходной высокотемпературной фазы, уменьшает величину термического гистерезиса ДТ, модуля сдвига аустенита, изменяет механизм деформации инвариантной решетки от скольжения к двойникованию [1 - 9]. Одним из ярких представителей ферромагнитных сплавов на основе железа, в котором есть возможность получения ЭПФ и СЭ в широком температурном интервале является сплав Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %). На данный момент в литературе нет систематических исследований по влиянию наноразмерных частиц у'-фазы на механические и функциональные свойства монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %). Для изучения данного вопроса необходимы систематические исследования на монокристаллах, так как монокристаллы обладают рядом преимуществ по сравнению с поликристаллами. Во-первых, монокристаллы в отсутствии границ зерен позволяют установить влияние различных режимов старения, ориентации и способа деформации - растяжение/сжатие - на величину обратимой деформации превращения в экспериментах по изучению ЭПФ и СЭ. Во-вторых, исследования, проводимые на монокристаллах, дают возможность получить экспериментальное подтверждение теоретически предсказанных значений величины деформации решетки е0 для разных ориентаций при растяжении или сжатии для у-а'-МП [1].
Целью магистерской диссертации является исследование влияния ориентации и способа деформации (растяжение/сжатие) на величину деформации превращения в монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %) при термоупругом у-а'-МП.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследование влияния способа деформации (растяжение/сжатие) при термоупругих мартенситных превращениях на величину деформации превращения для монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %).
2. Исследование ориентационной зависимости величины эффекта памяти формы при охлаждении/нагреве под постоянной растягивающей нагрузкой, величины сверхэластичности и механического гистерезиса, уровня осевых напряжений в широком температурном интервале для монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %).
Научная новизна работы: на монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-
11.5 Al-2,5 Ta (ат. %) впервые:
- Показано, что в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-
2.5 Ta (дт. %) при деформации растяжением увеличение времени старения от 0,5 до 7 ч приводит к росту уровня напряжений высокотемпературной фазы, который связан с ростом размера частиц у’-фазы. Максимальный уровень напряжений высокотемпературной фазы получен в [001]-монокристаллах после старения при Т = 973 К в течение 3 и 7 ч. Максимальная величина обратимой деформации в [001]-кристаллах наблюдается после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч.
- Установлено, что при деформации растяжением величина обратимой деформации в экспериментах по изучению СЭ и величина механического гистерезиса До зависят от ориентации кристалла. Максимальная величина £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и минимальная величина До = 250 МПа при термоупругом у-а'-МП наблюдается в [001]-кристаллах после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч, где деформация раздвойникованием £detw= 0. В [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентациях, где £detwф 0, величина £СЭ оказывается меньше, чем теоретическая величина деформации решетки £0 и меньше, чем в [001]-кристаллах: в [011]-ориентации £СЭ = (2 ± 0,2) %, в [ 1 2 3 ] -ориентации £сэ = (2,1 ± 0,2) %.
- Показано, что величина СЭ в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %) при развитии у-а'-МП зависит от способа деформации: при деформации растяжением величина СЭ, равная (9,2 ± 0,2) %, превышает величину деформации решетки £0 = 8,7 %, а при деформации сжатием величина СЭ, равная (14,5 ± 0,2) %, оказывается близкой к £0 = 15,5 %. При деформации растяжением большое значение £сэ связано с развитием дополнительного механизма двойникования а'-мартенсита по плоскостям (110), а при сжатии за счет развития деформации раздвойникованием кристаллов а'-мартенсита по плоскостям (112).
Научно-практическая значимость работы. Экспериментально установленные закономерности развития термоупругих у-а'-МП, зависимости величин ЭПФ и СЭ, уровня прочностных свойств исходной высокотемпературной фазы, температурного интервала СЭ, термического и механического гистерезисов, могут быть применены для развития теории термоупругих у-а'-МП в ферромагнитных сплавах на основе железа.
Новые экспериментально полученные данные, представленные в настоящей работе, могут быть использованы при создании новых материалов, с заданными функциональными свойствами.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Экспериментально обнаруженное влияние роста размера частиц у'-фазы после старения при Т = 973 К в течение от 0,5 ч до 7 ч на развитие термоупругих у-а'-МП, на температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТ§1м, величину а = do0,1/dT, уровень прочностных свойств высокотемпературной фазы, температуру Ms,величину механического До и термического ДТ гистерезисов, величину деформации превращения в экспериментах по изучению ЭПФ и СЭ в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Та (ат. %) при деформации растяжением.
2. Экспериментально обнаруженная температурная зависимость осевых напряжений, величины а = db0)1/dT, температурного интервала образования мартенсита под нагрузкой ДТ81М, температуры Md,осевых напряжения o0,1(Md), величины £СЭ и величины механического гистерезиса До от ориентации кристалла после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч в монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (дт. %) при деформации растяжением. Полученная зависимость влияния деформации раздвойникованием £detwна величину обратимой деформации и механического гистерезиса До в случае, когда £detw= 0 (для [001]-ориентации), и когда £detwпо плоскостям (112) не равна нулю для [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентаций.
3. Экспериментально полученная зависимость величины а = do0,1/dT, температурного интервала СЭ ДТСЭ, величины £СЭ и величины механического гистерезиса До от способа деформации - растяжения/сжатия - в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ar. %), состаренных при температуре T= 973 К в течение 0,5 ч. Максимальная величина деформации превращения в экспериментах по изучению СЭ, которая при деформации растяжением составляет £СЭ = (9,2 ± 0,2) %, превышает теоретическую величину деформации решетки £0 = 8,7 % и связана с развитием дополнительного механизма двойникования по плоскостям (110), а при деформации сжатием величина £СЭ = (14,5 ± 0,2) % близкая к £0 = 15,5 %, которая реализуется за счет процесса раздвойникования кристаллов а'-мартенсита по плоскостям (112).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных и всероссийских конференциях: V Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике» (Томск 2016 г.), XIII Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск 2017 г.), LVIII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Пермь 2017 г.), IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь, наука, технологии: новые идеи и перспективы» (Томск 2017 г.), XXIV Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых «ВНКСФ - 24 » (Томск 2018 г.), XVI Российской научной студенческой конференции по физике твердого тела «ФТТ - 2018» (Томск 2018 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации для опубликования основных результатов диссертаций (из них 1 статья в зарубежном журнале, 1 статьи в российских журналах, которые включены в Web of Science), 6 статей в сборниках трудов и материалов международных и всероссийских научных конференций.
Актуальность работы. Сплавы на основе железа благодаря своей низкой стоимости, высокой прочности, становятся конкурентноспособными дорогостоящим сплавам на основе Ti-Ni. Железосодержащие сплавы имеют атомнонеупорядоченную структуру, и поэтому испытывают нетермоупругие у-а'-МП. Такое превращение сопровождается большим изменением объема при у-а'-МП, высоким значением температурного гистерезиса, небольшими прочностными свойствами исходной высокотемпературной фазы. Для того чтобы в сплавах на основе железа кинетика превращения изменилась от нетермоупругого к термоупругому превращению, используют старение, в ходе которого происходит выделение атомноупорядоченных по типу L12частиц у'-фазы. Образование в сплаве частиц у'-фазы диаметром от 5 до 30 нм приводит к повышению уровня прочностных свойств исходной высокотемпературной фазы, уменьшает величину термического гистерезиса ДТ, модуля сдвига аустенита, изменяет механизм деформации инвариантной решетки от скольжения к двойникованию [1 - 9]. Одним из ярких представителей ферромагнитных сплавов на основе железа, в котором есть возможность получения ЭПФ и СЭ в широком температурном интервале является сплав Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %). На данный момент в литературе нет систематических исследований по влиянию наноразмерных частиц у'-фазы на механические и функциональные свойства монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %). Для изучения данного вопроса необходимы систематические исследования на монокристаллах, так как монокристаллы обладают рядом преимуществ по сравнению с поликристаллами. Во-первых, монокристаллы в отсутствии границ зерен позволяют установить влияние различных режимов старения, ориентации и способа деформации - растяжение/сжатие - на величину обратимой деформации превращения в экспериментах по изучению ЭПФ и СЭ. Во-вторых, исследования, проводимые на монокристаллах, дают возможность получить экспериментальное подтверждение теоретически предсказанных значений величины деформации решетки е0 для разных ориентаций при растяжении или сжатии для у-а'-МП [1].
Целью магистерской диссертации является исследование влияния ориентации и способа деформации (растяжение/сжатие) на величину деформации превращения в монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %) при термоупругом у-а'-МП.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследование влияния способа деформации (растяжение/сжатие) при термоупругих мартенситных превращениях на величину деформации превращения для монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %).
2. Исследование ориентационной зависимости величины эффекта памяти формы при охлаждении/нагреве под постоянной растягивающей нагрузкой, величины сверхэластичности и механического гистерезиса, уровня осевых напряжений в широком температурном интервале для монокристаллов сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %).
Научная новизна работы: на монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-
11.5 Al-2,5 Ta (ат. %) впервые:
- Показано, что в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-
2.5 Ta (дт. %) при деформации растяжением увеличение времени старения от 0,5 до 7 ч приводит к росту уровня напряжений высокотемпературной фазы, который связан с ростом размера частиц у’-фазы. Максимальный уровень напряжений высокотемпературной фазы получен в [001]-монокристаллах после старения при Т = 973 К в течение 3 и 7 ч. Максимальная величина обратимой деформации в [001]-кристаллах наблюдается после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч.
- Установлено, что при деформации растяжением величина обратимой деформации в экспериментах по изучению СЭ и величина механического гистерезиса До зависят от ориентации кристалла. Максимальная величина £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и минимальная величина До = 250 МПа при термоупругом у-а'-МП наблюдается в [001]-кристаллах после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч, где деформация раздвойникованием £detw= 0. В [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентациях, где £detwф 0, величина £СЭ оказывается меньше, чем теоретическая величина деформации решетки £0 и меньше, чем в [001]-кристаллах: в [011]-ориентации £СЭ = (2 ± 0,2) %, в [ 1 2 3 ] -ориентации £сэ = (2,1 ± 0,2) %.
- Показано, что величина СЭ в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ат. %) при развитии у-а'-МП зависит от способа деформации: при деформации растяжением величина СЭ, равная (9,2 ± 0,2) %, превышает величину деформации решетки £0 = 8,7 %, а при деформации сжатием величина СЭ, равная (14,5 ± 0,2) %, оказывается близкой к £0 = 15,5 %. При деформации растяжением большое значение £сэ связано с развитием дополнительного механизма двойникования а'-мартенсита по плоскостям (110), а при сжатии за счет развития деформации раздвойникованием кристаллов а'-мартенсита по плоскостям (112).
Научно-практическая значимость работы. Экспериментально установленные закономерности развития термоупругих у-а'-МП, зависимости величин ЭПФ и СЭ, уровня прочностных свойств исходной высокотемпературной фазы, температурного интервала СЭ, термического и механического гистерезисов, могут быть применены для развития теории термоупругих у-а'-МП в ферромагнитных сплавах на основе железа.
Новые экспериментально полученные данные, представленные в настоящей работе, могут быть использованы при создании новых материалов, с заданными функциональными свойствами.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Экспериментально обнаруженное влияние роста размера частиц у'-фазы после старения при Т = 973 К в течение от 0,5 ч до 7 ч на развитие термоупругих у-а'-МП, на температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТ§1м, величину а = do0,1/dT, уровень прочностных свойств высокотемпературной фазы, температуру Ms,величину механического До и термического ДТ гистерезисов, величину деформации превращения в экспериментах по изучению ЭПФ и СЭ в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Та (ат. %) при деформации растяжением.
2. Экспериментально обнаруженная температурная зависимость осевых напряжений, величины а = db0)1/dT, температурного интервала образования мартенсита под нагрузкой ДТ81М, температуры Md,осевых напряжения o0,1(Md), величины £СЭ и величины механического гистерезиса До от ориентации кристалла после старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч в монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (дт. %) при деформации растяжением. Полученная зависимость влияния деформации раздвойникованием £detwна величину обратимой деформации и механического гистерезиса До в случае, когда £detw= 0 (для [001]-ориентации), и когда £detwпо плоскостям (112) не равна нулю для [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентаций.
3. Экспериментально полученная зависимость величины а = do0,1/dT, температурного интервала СЭ ДТСЭ, величины £СЭ и величины механического гистерезиса До от способа деформации - растяжения/сжатия - в [001]-монокристаллах сплава Fe-28 Ni-17 Co-11,5 Al-2,5 Ta (ar. %), состаренных при температуре T= 973 К в течение 0,5 ч. Максимальная величина деформации превращения в экспериментах по изучению СЭ, которая при деформации растяжением составляет £СЭ = (9,2 ± 0,2) %, превышает теоретическую величину деформации решетки £0 = 8,7 % и связана с развитием дополнительного механизма двойникования по плоскостям (110), а при деформации сжатием величина £СЭ = (14,5 ± 0,2) % близкая к £0 = 15,5 %, которая реализуется за счет процесса раздвойникования кристаллов а'-мартенсита по плоскостям (112).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных и всероссийских конференциях: V Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике» (Томск 2016 г.), XIII Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск 2017 г.), LVIII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Пермь 2017 г.), IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь, наука, технологии: новые идеи и перспективы» (Томск 2017 г.), XXIV Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых «ВНКСФ - 24 » (Томск 2018 г.), XVI Российской научной студенческой конференции по физике твердого тела «ФТТ - 2018» (Томск 2018 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации для опубликования основных результатов диссертаций (из них 1 статья в зарубежном журнале, 1 статьи в российских журналах, которые включены в Web of Science), 6 статей в сборниках трудов и материалов международных и всероссийских научных конференций.
1. На монокристаллах сплава FeNiCoAlTa экспериментально установлено, что выделение наноразмерных частиц у'-фазы с упорядоченной по типу L12структурой приводит к появлению термоупругого у-а'-МП с ЭПФ и СЭ.
2. Экспериментально показано, что в монокристаллах сплава FeNiCoAlTa, ориентированных вдоль [001]-направления при деформации растяжением температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТ^М, величина а = do^/dT,уровень прочностных свойств высокотемпературной фазы, величина механического До и термического ДТ гистерезисов, величина ЭПФ и СЭ зависят от размера частиц у'-фазы. Показано, что увеличение размера частиц у'-фазы приводит повышению температуры Ms,увеличению уровня напряжений о0)1 высокотемпературной фазы. Напряжения для образования мартенсита под нагрузкой и величина а = do01/dTдля всех времен старения оказались близкими и слабо зависят от размера частиц. Максимальное значение ЭПФ £ЭПФ = (3 ± 0,2) % наблюдается в [001]-кристаллах после старения в течение 3 ч, а максимальная величина СЭ £СЭ = (9,2 ± 0,2) % наблюдается при старении в течение 0,5 ч.
3. На монокристаллах сплава FeNiCoAlTa установлено, что при одном времени старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч температурная зависимость осевых напряжений о0д(Т), температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ. величина механического гистерезиса До, величина СЭ зависят от ориентации кристалла. Максимальный температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ = 218 К, максимальная величина СЭ £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и минимальное значение механического гистерезиса До = 250 МПа при термоупругом у-а'-МП наблюдается в [001]-кристаллах, где £detw= 0. В [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентациях, в которых деформация раздвойникованием £detwФ 0, температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ равен 76 К и 88 К, соответственно. В [011]-кристаллах величина £СЭ = (2 ± 0,2) %, величина механического гистерезиса составляет 370 МПа, а в [ 1 2 3 ] -ориентации £СЭ = (2,1 ± 0,2) % и До = 450 МПа.
4. Экспериментально установлено, что в [001]-монокристаллах сплава FeNiCoAlTa, состаренных при Т = 973 К в течение 0,5 ч, температурная зависимость осевых напряжений о0д(Т), температурный интервал проявление СЭ ДТСЭ, величина СЭ и величина механического гистерезиса До зависят от способа деформации. Величина а = do0,1/dT, характеризующая поведение кривой о0д(Т) в области образования мартенсита под нагрузкой, при деформации растяжением равна 2,2 МПа/К, а при сжатии а = do0,1/dT= 2,7 МПа/К. Слабая зависимость величины а = do0,1/dTот способа деформации определяется зависимостью деформации £CVPот способа деформации: при растяжении £0р = еСурр = 8,7 %, а при сжатии £CVP™ = 7,9 %. Показано, что при растяжении СЭ наблюдается от Т = 77 К до Т = 323 К, и температурный интервал СЭ составляет ДТСЭ = 246 К, а при сжатии СЭ наблюдается в интервале от Т = 203 К до Т = 263 К, и ДТСЭ составляет более 60 К. Максимальная величина СЭ при растяжении в [001]-кристаллах составляет £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и оказывается больше £0 = 8,7 %, а при деформации сжатием £СЭ = (14,5 ± 0,2) %, и это значение оказалось близким к £0 = 15,5 %. Физическая причина достижения большой СЭ в [001]-кристаллах при деформации растяжением определяется развитием в а'-мартенсите дополнительного двойникования по плоскостям (110), а при сжатии, где СЭ £СЭ = (14,5 ± 0,2) %, оказывается близка к теоретически рассчитанной деформации решетки £0 = 15,5 %, определяется суммой деформации сдвойникованной структуры мартенсита £CVP = 7,9 % и деформации раздвойникованием £detw= 7,6 %.
2. Экспериментально показано, что в монокристаллах сплава FeNiCoAlTa, ориентированных вдоль [001]-направления при деформации растяжением температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТ^М, величина а = do^/dT,уровень прочностных свойств высокотемпературной фазы, величина механического До и термического ДТ гистерезисов, величина ЭПФ и СЭ зависят от размера частиц у'-фазы. Показано, что увеличение размера частиц у'-фазы приводит повышению температуры Ms,увеличению уровня напряжений о0)1 высокотемпературной фазы. Напряжения для образования мартенсита под нагрузкой и величина а = do01/dTдля всех времен старения оказались близкими и слабо зависят от размера частиц. Максимальное значение ЭПФ £ЭПФ = (3 ± 0,2) % наблюдается в [001]-кристаллах после старения в течение 3 ч, а максимальная величина СЭ £СЭ = (9,2 ± 0,2) % наблюдается при старении в течение 0,5 ч.
3. На монокристаллах сплава FeNiCoAlTa установлено, что при одном времени старения при Т = 973 К в течение 0,5 ч температурная зависимость осевых напряжений о0д(Т), температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ. величина механического гистерезиса До, величина СЭ зависят от ориентации кристалла. Максимальный температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ = 218 К, максимальная величина СЭ £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и минимальное значение механического гистерезиса До = 250 МПа при термоупругом у-а'-МП наблюдается в [001]-кристаллах, где £detw= 0. В [011]- и [ 1 2 3 ] -ориентациях, в которых деформация раздвойникованием £detwФ 0, температурный интервал образования мартенсита под нагрузкой ДТМ равен 76 К и 88 К, соответственно. В [011]-кристаллах величина £СЭ = (2 ± 0,2) %, величина механического гистерезиса составляет 370 МПа, а в [ 1 2 3 ] -ориентации £СЭ = (2,1 ± 0,2) % и До = 450 МПа.
4. Экспериментально установлено, что в [001]-монокристаллах сплава FeNiCoAlTa, состаренных при Т = 973 К в течение 0,5 ч, температурная зависимость осевых напряжений о0д(Т), температурный интервал проявление СЭ ДТСЭ, величина СЭ и величина механического гистерезиса До зависят от способа деформации. Величина а = do0,1/dT, характеризующая поведение кривой о0д(Т) в области образования мартенсита под нагрузкой, при деформации растяжением равна 2,2 МПа/К, а при сжатии а = do0,1/dT= 2,7 МПа/К. Слабая зависимость величины а = do0,1/dTот способа деформации определяется зависимостью деформации £CVPот способа деформации: при растяжении £0р = еСурр = 8,7 %, а при сжатии £CVP™ = 7,9 %. Показано, что при растяжении СЭ наблюдается от Т = 77 К до Т = 323 К, и температурный интервал СЭ составляет ДТСЭ = 246 К, а при сжатии СЭ наблюдается в интервале от Т = 203 К до Т = 263 К, и ДТСЭ составляет более 60 К. Максимальная величина СЭ при растяжении в [001]-кристаллах составляет £СЭ = (9,2 ± 0,2) % и оказывается больше £0 = 8,7 %, а при деформации сжатием £СЭ = (14,5 ± 0,2) %, и это значение оказалось близким к £0 = 15,5 %. Физическая причина достижения большой СЭ в [001]-кристаллах при деформации растяжением определяется развитием в а'-мартенсите дополнительного двойникования по плоскостям (110), а при сжатии, где СЭ £СЭ = (14,5 ± 0,2) %, оказывается близка к теоретически рассчитанной деформации решетки £0 = 15,5 %, определяется суммой деформации сдвойникованной структуры мартенсита £CVP = 7,9 % и деформации раздвойникованием £detw= 7,6 %.