А.В. Несоленов1, В.В. Коледов2, В.С. Калашников3, И.И. Мусабиров4

1-3 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва, Россия)

4 ИПСМ РАН (Москва, Россия)

Постановка проблемы. На сегодняшний день лучшими сплавами с магнитной памятью формы считаются почти стехиометрические сплавы Гейслера Ni2MnGa, в которых свойства сильно зависят от состава. Однако гигантский магнитный эффект памяти формы - не единственное интересное свойство сплавов Ni–Mn–Ga: магнитокалориметрические свойства, большая магнитная анизотропия, а также сильный эффект памяти формы и сверхэластичности обуславливают широкое применение этих сплавов в ближайшем будущем.

Цель. Выполнить сравнительный анализ сплава Гейслера системы NiMnGa состава Ni53.8Mn20.0Ga24.3Si1.7 и нового сплава состава Ni56,2Mn18.8Ga23.2Si1.8 методом измерения зависимости деформации от температуры и нагрузки и установить экстремальные значения обратимой деформации под нагрузкой и температур фазовых превращений.

Результаты. Проведено сравнительное исследование сплавов Гейслера системы Ni-Mn-Ga. Определены термомеханические характеристики низкотемпературного сплава состава Ni53.8Mn20.0Ga24.3Si1.7 и высокотемпературного сплава состава Ni56,2Mn18.8Ga23.2Si1.8. Установлено, что высокотемпературный сплав проявляет фазовый переход при температурах выше комнатной и обладает более низким значением критических напряжений 250 МПа при более высоком значении обратимой деформации 2,2%. Показано, что оба исследованных сплава проявляют фазовый переход II типа.

Практическая значимость. Проведенные испытания термомеханических характеристик низкотемпературного сплава состава Ni53.8Mn20.0Ga24.3Si1.7 и высокотемпературного сплава состава Ni56,2Mn18.8Ga23.2Si1.8 позволяют оценить практическую применимость и обосновать использование того или иного состава для требуемых условий.

Несоленов А.В., Коледов В.В., Калашников В.С., Мусабиров И.И. Фазовые превращения и обратимая деформация сплавов Гейслера Ni53.8Mn20.0Ga24.3Si1.7 и Ni56,2Mn18.8Ga23.2Si1.8, исследованные методом трехточечного изгиба // Нелинейный мир. 2023. Т. 21. №1. С. 60-64. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202301-08

1. Söderberg O. et al. Recent breakthrough development of the magnetic shape memory effect in Ni–Mn–Ga alloys // Smart Materials and Structures. 2005. Т. 14. № 5. С. S223.
2. Мусабиров И.И., Сафаров И.М., Галеев Р.М., Гайсин Р.А., Коледов В.В., Мулюков Р.Р. Анизотропия термического расширения поликристаллического сплава системы Ni-Mn-Ga, подвергнутого пластической деформации ковкой // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 6. С. 1051-1057.
3. Калашников В.С., Мусабиров И.И., Коледов В.В., Андреев В.А., Гундеров Д.В., Шавров В.Г. Функциональная усталость сплавов с эффектом памяти формы систем Ni-Mn-Ga и Ni-Ti в условиях термоциклирования под постоянной нагрузкой // Журнал технической физики. 2020. Т. 90. № 4. С. 603-608.
4. Калашников В.С., Коледов В.В., Кучин Д.С., Петров А.В., Шавров В.Г. Установка для определения термомеханических свойств сплавов с эффектом памяти формы методом трехточечного изгиба // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 2. С. 139-145.
5. Перкинс Д., Эдвардс Г.Р., Сач С.Р. Термомеханические характеристики сплавов с термоупругим мартенситом // В кн.: Эффект памяти формы в сплавах. М.: Металлургия. 1979. С. 230-254.
6. Söderberg O. et al. Recent breakthrough development of the magnetic shape memory effect in Ni–Mn–Ga alloys // Smart Materials and Structures. 2005. Т. 14. № 5. С. S223.