1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 6, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 6, стр. 589-596

Кинетика атомного упорядочения сплава Cu–56 ат. % Au при температуре 250°С

А. Ю. Волков 1, П. О. Подгорбунская 1, 2, *, О. С. Новикова 1, А. И. Валиуллин 1, А. В. Глухов 1, Н. А. Кругликов 1

1 Институт физики металлов УрО Российской академии наук
620108 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18, Россия

2 Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
620219 Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия

* E-mail: podgorbunskaua@imp.uran.ru

Поступила в редакцию 15.11.2022
После доработки 27.12.2022
Принята к публикации 10.01.2023

Аннотация

Проведено исследование кинетики фазового превращения беспорядок → порядок (A1 → L10) в нестехиометрическом сплаве Cu–56 ат. % Au при температуре 250°C. Исходное разупорядоченное состояние формировали либо закалкой образцов от высокой температуры, либо сильной пластической деформацией. Установлено, что скорость атомного упорядочения закаленного сплава чрезвычайно мала и превращение заканчивается приблизительно через 2 мес. отжига при температуре 250°C. Скорость атомного упорядочения предварительно деформированных образцов еще ниже. Обнаружено, что как в закаленном, так и в упорядоченном состояниях кристаллическая решетка исследуемого сплава немного больше по сравнению с эквиатомным сплавом. Установлено, что вне зависимости от исходного состояния образцов их микротвердость в процессе атомного упорядочения сначала возрастает, а затем снижается. Впервые показано, что удельное электросопротивление сплава Cu–56Au в хорошо упорядоченном состоянии составляет ρ = 7.04 × 10–8 Ом м, что намного ниже, чем считалось ранее. На основе полученных данных построена зависимость соотношения фаз (порядок/беспорядок) на различных этапах отжига.

Ключевые слова: система Cu–Au, фазовые превращения, атомное упорядочение, удельное электросопротивление, микротвердость

Список литературы

  1. Kurnakov N., Zemczuzny S., Zasedatelev M. Transformations in Alloys of Gold with Copper // J. Inst. Met. 1916. V. 15. P. 305–331.

  2. Jogansson C.H., Linde J.O. Rongenographishe und Elecrtiche Untersuchungen der CuAu – Systems // Ann. Phys. 1936. V. 25. P. 1–48.

  3. Столофф Н.С., Дэвис Р.Г. Механические свойства упорядочивающихся сплавов; Пер. с англ. Вульф Л.Б. / Под ред. Курдюмова В.Г. М.: Металлургия, 1969. 113 с.

  4. Garcia-Gonzalez M., van Petegem S., Baluc N., Dupraz M., Honkimaki V., Lalire F., van Swygenhoven H. Influence of Thermo-Mechanical History on the Ordering Kinetics in 18 Carat Au Alloys // Acta Mater. 2020. V. 191. P. 186–197. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.032

  5. Antonova O.V., Volkov A.Yu. Changes of Microstructure and Electrical Resistivity of Ordered Cu-40Pd (at. %) Alloy under Severe Plastic Deformation // Intermetallics. 2012. V. 21. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2011.09.004

  6. Glezer A.M., Timshin I.A., Shchetinin I.V., Gorshenkov M.V., Sundeev R.V., Ezhova A.G. Unusual Behavior of Long-Range Order Parameter in Fe3Al Superstructure under Severe Plastic Deformation in Bridgman Anvils // J. Alloys Compd. 2018. V. 744. P. 791–796. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.124

  7. Иевлев В.М., Донцов А.И., Канныкин С.В., Прижимов А.С., Солнцев К.А., Рошан Н.Р., Горбунов С.В. Коэффициент термического расширения твердого раствора Pd–Cu // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1294–1297. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120064

  8. Новикова О.С., Лавринова К.О., Костина А.Е., Кругликов Н.А., Елохина Н.В., Волков А.Ю. Использование резистометрии для определения температурно-концентрационной границы фазового превращения L12 → A1 в сплавах Cu–Pd // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 2. С. 133–143. https://doi.org/10.1134/S0002337X1902009X

  9. Федоров П.П., Волков С.Н. Фазовая диаграмма системы Au–Cu // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 6. С. 809–812. https://doi.org/10.7868/S0044457X16060064

  10. Федоров П.П., Шубин Ю.В., Чернова Е.В. Фазовая диаграмма системы медь-палладий // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 794–797. https://doi.org/10.31857/S0044457X21050056

  11. Volkov A.Yu., Antonova O.V., Glukhov A.V., Komkova D.A., Antonov B.D., Kostina A.E., Livinets A.A., Generalova K.N. Features of the Disorder-Order Phase Transition in non-Stoichoimetric Cu–56 at. % Au Alloy // J. Alloys Compd. 2021. V. 891. P. 161938. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161938

  12. Малышев В.М., Румянцев Д.В. Золото. М.: Металлургия, 1979. 288 с.

  13. Гринберг Б.А., Сюткина В.И. Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. М.: Металлургия, 1985. 175 с.

  14. Генералова К.Н., Глухов А.В., Волков А.Ю. Рентгеноструктурный анализ кинетики атомного упорядочения по типу L10 в нестехиометрическом золото-медном сплаве // Вестн. Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20. С. 75–85. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2018.2.09

  15. Tanaka S., Kanzava Y. Ageing Characteristics of Cu–Pd–Ag Alloys // J. Jpn. Inst. Met. Meter. 1980. V. 44. № 9. P. 973–979. https://doi.org/10.2320/jinstmet1952.44.9_973

  16. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 271 с. 1. 17.

  17. Malis O., Ludwig K.F. Kinetics of Phase Transitions in Equiatomic CuAu // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 1999. V. 60. № 21. P. 14675–14682.

  18. Волков А.Ю., Антонов Б.Д., Пацелов А.М. Влияние внешних воздействий на доменную структуру эквиатомного сплава CuAu // ФММ. 2010. Т. 110. № 3. С. 264–274.

  19. Syutkina V.I., Yakovleva E.S. The Mechanism of Deformation of the Ordered CuAu Alloy // Phys. Status Solidi. 1967. V. 21. № 2. P. 465–480.

  20. Cahn R.W. Recovery, Strain-Age-Hardening and Recrystallization in Deformed Intermetallics // High Temperature Aluminides and Intermetallics / Eds. Whang S.H. et al. N.Y.: Miner. Met. Mater. Soc. 1990. P. 245–270.

  21. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 359 с.

  22. Смирнов А.А. Теория электросопротивления сплавов. Киев: АН УССР, 1960. 223 с.

  23. Possiter P.L. Long-Range Order and the Electrical Resistivity // J. Phys. F: Met. Phys. 1980. V. 10. № 7. P. 1465–1495. https://doi.org/10.1088/0305-4608/10/7/014

  24. Mitsui K. Change in Electrical Resistivity during Continuous Heating of Cu3Pd Alloys Quenched from Various Temperatures // Philos. Mag. B. 2001. V. 81. № 4. P. 433–449. https://doi.org/10.1080/13642810110035537

  25. Wang Y., Jiang D., Yu W., Huang S., Wu D., Xu Y., Yang X. Short-Range Ordering in a Commercial Ni–Cr–Al–Fe Precision Resistance Alloy // Mater. Des. 2019. V. 181. P. 107981. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107981

  26. Костина А.Е., Новикова О.С., Глухов А.В., Антонов Б.Д., Волков А.Ю. Формирование ближнего атомного порядка в сплавах Cu-Pd с малым содержанием палладия: резистометрическое исследование // ФММ. 2022. Т. 123. № 1. С. 40–46. https://doi.org/10.31857/S0015323022010089

  27. Kim M.J., Flanagan W.F. The Effect of Plastic Deformation on the Resistivity and Hall Effect of Copper-Palladium and Gold-Palladium Alloys // Acta Metall. 1967. V. 15. P. 735–745.

  28. Буйнов Н.Н. Рентгенографическое исследование упорядочения в сплаве AuCu // ЖЭТФ. 1947. № 1. С. 41–46.

  29. Volkov A.Yu., Novikova O.S., Antonov B.D. The Kinetics of Ordering in an CuPd Alloy: A Resistometric Study // J. Alloys Compd. 2013. V. 581. P. 625–631. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.132

  30. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах; Пер. с англ. Беленького А.Я. и Темкина Д.Е. М.: Мир, 1978. Т. 1. 806 с.

  31. Балина Е.А., Гельд П.В., Андреева Л.П., Зеленин Л.П. Кинетика процессов упорядочения и разупорядочения двойных сплавов Cu-Pd // ФММ. 1990. № 12. С. 144–148.

  32. Kuczynski G.C., Hochman R.E., Doyama M. Study of the Kinetics of Ordering in the Alloy CuAu // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. № 7. P. 871–878. https://doi.org/10.1063/1.1722112

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал