npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562926010434DAPZGQnpe-677Research ArticleТвердые тела в экстремальных условияхSolids Under Extreme ConditionsОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ В БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ АМОРФНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТАХ СПЛАВА TI50NI25CU25 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭНЕРГОВКЛАДА ПРИ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКЕFEATURES OF THE FORMATION OF THE CRYSTALLINE PHASE IN RAPID-QUENCHED AMORPHOUS CRYSTALLINE TI50NI25CU25 ALLOY RIBBONS DEPENDING ON THE ENERGY INPUT DURING ELECTRIC PULSE PROCESSINGСитниковН. Н.SitnikovN. N.ГрешняковаС. В.GreshniykovaS. V.ЗалетоваИ. А.ZaletovaI. A.ШеляковА. В.ShelyakovA. V.Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша”; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияState Scientific Center of the Russian Federation “M.V. Keldysh Research Centre”; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationГосударственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша”РоссияState Scientific Center of the Russian Federation “M.V. Keldysh Research Centre”Russian FederationНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202611052026173510520Copyright © Ситников Н.Н., Грешнякова С.В., Залетова И.А., Шеляков А.В., 20262026Ситников Н.Н., Грешнякова С.В., Залетова И.А., Шеляков А.В.Sitnikov N.N., Greshniykova S.V., Zaletova I.A., Shelyakov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/677

В статье рассмотрены процессы формирования кристаллической фазы в быстрозакаленных аморфно-кристаллических лентах сплава Ti50Ni25Cu25 (ат. %) при электроимпульсной обработке (ЭИО) единичным импульсом электрического тока с длительностью воздействия 1 мс. Получена последовательная серия образцов обработанных лент с повышением степени разогрева до и после достижения температуры рекристаллизации аморфной части лент при плотностях электрического тока от 680 до 900 А/мм2. Исследования микроструктуры поперечного сечения обработанных образцов и калориметрических эффектов при протекании мартенситных превращений (МП) показали согласование величины и характера МП с наблюдаемой микроструктурой лент после ЭИО с различной степенью отжига. Увеличение энерговклада при ЭИО приводит к формированию в ленте более однородной кристаллической структуры, характеризующейся преимущественно столбчатыми кристаллами, которые растут от поверхностей ленты во внутреннюю часть и соприкасаются в ее средней части. При увеличении энерговклада температуры МП повышаются, температура пика аустенитного превращения в обработанных образцах изменяется от 39.0°С в исходном состоянии до 64.5°С при плотности тока 891 А/мм2. После ЭИО с плотностью тока более 758 А/мм2 в образцах при термоциклировании в интервале мартенситного превращения присутствует эффект памяти формы.

The article discusses the processes of crystal phase formation in rapid-quenched amorphous crystalline Ti50Ni25Cu25 alloy ribbons (at %) during electric pulse treatment (EPT) with a single pulse of electric current with a duration of 1 ms. A sequential series of samples of treated ribbons was obtained with an increase in the degree of heating before and after reaching the recrystallization temperature of the amorphous part of the ribbons at electric current densities from 680 to 900 A/mm2. Studies of the microstructure of the cross-section of the treated samples and the calorimetric effects during martensitic transformations (MТ) have shown that the magnitude and nature of MТ are consistent with the observed microstructure of ribbons after EPT with varying degrees of annealing. An increase in the energy input during EPT leads to the formation of a more homogeneous crystalline structure in the ribbon, characterized mainly by columnar crystals that grow from the surfaces of the ribbon into the inner part and touch in its middle part. As the energy input increases, the MТ temperatures increase, and the peak temperature of the austenitic transformation in the treated samples varies from 39.0°C in the initial state to 64.5°C at electric current densities 891 A/mm2. After EPT with at electric current densities of more than 758 A/mm2, the shape memory effect is present in the samples during thermal cycling in the range of martensitic transformation.

электроимпульсная обработкаTiNiCuсверхбыстрая закалкааморфное состояниекристаллическое состояниемикроструктурафазовый переходelectric pulse treatmentTiNiCurapid-quenchedamorphous statecrystalline statemicrostructurephase transitionРаботы выполнены при поддержке проекта РНФ № 24-22-00035, https://rscf.ru/project/24-22-00035/ReferencesRazov A.I. // Phys. Met. Metallogr. 2004. V. 7 (1). P. 97–126.Razov A.I. // Phys. Met. Metallogr. 2004. V. 7 (1). P. 97–126.Otsuka K., Ren X. // Prog. Mater. Sci. 2005. V. 50. P. 511–678.Otsuka K., Ren X. // Prog. Mater. Sci. 2005. V. 50. P. 511–678.Velmurugan C., Senthilkumar V., Dinesh S., et al. // Mater. Today Proc. 2018. V. 5. P. 14597–14606.Velmurugan C., Senthilkumar V., Dinesh S., et al. // Mater. Today Proc. 2018. V. 5. P. 14597–14606.Otsuka K., Wayman C.M. Shape Memory Materials. 1999. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Otsuka K., Wayman C.M. Shape Memory Materials. 1999. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Humbeeck J.V., Liu Y., Xie Z. // Mater. Sci. Eng. A. 1999. V. 273–275. P. 673–678.Humbeeck J.V., Liu Y., Xie Z. // Mater. Sci. Eng. A. 1999. V. 273–275. P. 673–678.Stachiv I., Alarcon E., Lamac M. // Metals. 2021. V. 11. P. 415.Stachiv I., Alarcon E., Lamac M. // Metals. 2021. V. 11. P. 415.Kohl M., Ossmer H., Gueltig M., et al. // Shape Mem. Superelasticity. 2018. V. 4. P. 127–142.Kohl M., Ossmer H., Gueltig M., et al. // Shape Mem. Superelasticity. 2018. V. 4. P. 127–142.Shelyakov A., Sitnikov N., Menushenkov A., et al. // Acta Phys. Polonica A. 2018. V. 134 (3). P. 708–713.Shelyakov A., Sitnikov N., Menushenkov A., et al. // Acta Phys. Polonica A. 2018. V. 134 (3). P. 708–713.Shelyakov A., Sitnikov N., Sheyfer D., et al. // Mater. Sci. Found. 2015. V. 81. P. 532.Shelyakov A., Sitnikov N., Sheyfer D., et al. // Mater. Sci. Found. 2015. V. 81. P. 532.Ai. W., Xu Q. // Adv. Robot. Res. 2014. V. 1 (1). P. 1– 19.Ai. W., Xu Q. // Adv. Robot. Res. 2014. V. 1 (1). P. 1– 19.Sitnikov N., Shelyakov A., Rizakhanov R., et al. // Mater. Today Proc. 2017. V. 4. P. 4680–4684.Sitnikov N., Shelyakov A., Rizakhanov R., et al. // Mater. Today Proc. 2017. V. 4. P. 4680–4684.Sitnikov N.N., Shelyakov A.V., Khabibullina I.A., et al. // Russ. Metall. 2017. V. 2017 (10). P. 794–800.Sitnikov N.N., Shelyakov A.V., Khabibullina I.A., et al. // Russ. Metall. 2017. V. 2017 (10). P. 794–800.Kang S.W., Lim Y.M., et al. // Scr. Mater. 2010. V. 62. P. 71–74.Kang S.W., Lim Y.M., et al. // Scr. Mater. 2010. V. 62. P. 71–74.Shelyakov A.V., Sitnikov N.N., Menushenkov A.P., et al. // Bull. Rus. Acad. Sci.: Phys. 2015. V. 79 (9). P. 1281– 1287.Shelyakov A.V., Sitnikov N.N., Menushenkov A.P., et al. // Bull. Rus. Acad. Sci.: Phys. 2015. V. 79 (9). P. 1281– 1287.Liu Y. // Mater. Sci. Eng. A. 2003. V. 354. P. 286–291.Liu Y. // Mater. Sci. Eng. A. 2003. V. 354. P. 286–291.Chang S.H., Wu S.K. // Intermetallics. 2007. V. 15. P. 233–240.Chang S.H., Wu S.K. // Intermetallics. 2007. V. 15. P. 233–240.Shelyakov A.V., Sitnikov N.N., Khabibullina I.A., et al. // Mater. Lett. 2019. V. 248. P. 48–51.Shelyakov A.V., Sitnikov N.N., Khabibullina I.A., et al. // Mater. Lett. 2019. V. 248. P. 48–51.Matveeva N.M., Pushin V.G., Shelyakov A.V., et al. // Phys. Met. Metallogr. 1997. V. 83 (6). P. 626–632.Matveeva N.M., Pushin V.G., Shelyakov A.V., et al. // Phys. Met. Metallogr. 1997. V. 83 (6). P. 626–632.Potapov P.L., Shelyakov A.V., Schryvers D. // Scr. Mater. 2001. V.44 (1). P. 1–7.Potapov P.L., Shelyakov A.V., Schryvers D. // Scr. Mater. 2001. V.44 (1). P. 1–7.Gratowski S.V., Zhukovskaya M.I. Lunichkin A.M., et al // Tech. Phys. 2023. V. 68 (8). P. 1135–1142.Gratowski S.V., Zhukovskaya M.I. Lunichkin A.M., et al // Tech. Phys. 2023. V. 68 (8). P. 1135–1142.Sitnikov N.N., Zaletova I.A., Shelyakov A.V. // Met. Sci. Heat Treat. 2021. V. 63. P. 5–6.Sitnikov N.N., Zaletova I.A., Shelyakov A.V. // Met. Sci. Heat Treat. 2021. V. 63. P. 5–6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.