Функциональные свойства монокристаллов сплавов NiFeGaCo и NiMnGa с памятью формы, сформированные путем стабилизации мартенсита напряжений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Тохметова Аида

• Тохметова Аида
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Тохметова Аида

Введение

1 Неупругие обратимые деформации в сплавах Гейслера с термоупругими мартенситными превращениями

1.1 Основные особенности термоупругого мартенситного превращения

1.2 Ориентационная зависимость деформации L21(B2)-10M/14M-L1o превращения в сплавах NiFeGaCo и NiMnGa

1.3 Обратимые неупругие деформации на основе термоиндуцированного мартенсита - односторонний и двусторонний эффекты памяти формы

1.4 Ферроэластичность в мартенситном состоянии в циклах нагрузка/разгрузка и магнитоиндуцированная деформация

1.5 Мартенсит, индуцированный напряжением, при проявлении сверхэластичности в циклах нагрузка/разгрузка

2 Стабилизация L10-мартенсита как способ наведения новых функциональных свойств

2.1 «Механическая» стабилизация мартенсита

2.2 «Химическая» стабилизация мартенсита

3 Материалы и методы исследования

4 Особенности развития термоупругих мартенситных превращений под нагрузкой в СУР- и (СУР+ёе1,^-кристаллах сплавов МБеОаСо

4.1 Микроструктура и особенности развития термоупругих мартенситных превращений в свободном состоянии в исследуемых монокристаллах сплавов МБеОаСо

4.2 Асимметрия закономерностей развития мартенситных превращений под растягивающей и сжимающей нагрузкой в монокристаллах сплавов NiFeGaCo, ориентированных вдоль [110]А-направления

4.3 Ориентационная зависимость закономерностей развития мартенситных превращений под сжимающей нагрузкой в монокристаллах сплавов МБеОаСо, ориентированных вдоль [001]А- и [110]А-направлений

5 Закономерности влияния кристаллографической ориентации и режима старения в мартенситном состоянии на стабилизацию ориентированного Ь10-мартенсита и наведение двустороннего эффекта памяти формы в сплавах МБеОаСо и ММпОа

5.1 Исследование различных способов старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллов сплавов NiFeGaCo

5.2 Закономерности влияния температуры, кристаллографической ориентации и величины приложенных напряжений на эффективность старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллов сплавов МБеОаСо и ММпОа

5.2.1 Закономерности стабилизации сдвойникованного варианта Ь10-мартенсита вдоль [001]А-ориентации в состаренных в мартенситном состоянии кристаллах

5.2.2 Закономерности стабилизации раздвойникованного варианта Ь10-мартенсита вдоль [110]А-ориентации в состаренных в мартенситном состоянии кристаллах

6 Большие обратимые деформации в состаренных в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллах сплавов МБеОаСо, ориентированных вдоль [001]А-ориентации

6.1 Ферроэластичность вдоль [001]А-ориентации в состаренных в мартенситном состоянии монокристаллах сплавов МБеОаСо и ММпОа

6.1.1 Влияние «механической» стабилизации мартенсита на закономерности проявления ферроэластичности вдоль [001]А-ориентации

6.2 Температурная зависимость больших обратимых деформаций при ферроэластичности в сплавах МБеОаСо и ММпОа

6.3 Циклическая стабильность ферроэластичности в состаренных в мартенситном состоянии монокристаллах сплава МБеОаСо

Заключение

Список условных обозначений, символов и сокращений Список литературы

149

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Функциональные свойства монокристаллов сплавов NiFeGaCo и NiMnGa с памятью формы, сформированные путем стабилизации мартенсита напряжений»

Введение

Актуальность темы исследования. Развитие современных инновационных технологий, связанных с роботизацией и эксплуатацией различных механизмов, во многом определяется разработкой интеллектуальных материалов с улучшенным комплексом функциональных свойств. Большой научный и практический интерес представляют ферромагнитные сплавы Гейслера NiFeGaСo и ММдОа с памятью формы, претерпевающие многостадийные термоупругие L21(B2)-10M/14M-L10 мартенситные превращения (МП) [1-16]. Особенностью данных сплавов является способность к большим обратимым деформациям (сжимающим до -6,2 % и растягивающим до +13,5 %). Такие деформации обусловлены развитием МП под воздействием температуры, механических напряжений и магнитного поля, что позволяет сплавам преобразовывать один вид энергии в другой и эффективно поглощать механическую энергию [5, 6, 13-22]. Для широкого практического применения данных материалов актуальными являются разработка физически обоснованных подходов к их конструированию с комплексом заданных функциональных свойств и выявление их новых функциональных возможностей.

В литературе наиболее широко представлены исследования эффектов памяти формы (ЭПФ) и сверхэластичности (СЭ) на монокристаллах сплавов NiFeGaСo и NiMnGa, поскольку поликристаллы являются хрупкими и под нагрузкой разрушаются по границам зерен [15, 19, 21-29]. Наведение в данных сплавах дополнительных функциональных свойств - двустороннего эффекта памяти формы (ДЭПФ) и ферроэластичности (ФЭ) - посредством специальных тренировок или термомеханических обработок открывает перспективы для расширения их практического применения: от микросистемной техники до аэрокосмической промышленности. Обратимая деформация при проявлении ДЭПФ в отличие от ЭПФ реализуется в циклах охлаждение/нагрев без приложения внешних напряжений. Это позволяет упростить конструкции механизмов датчиков и силовых приводов. Механизм ФЭ заключается в обратимом движении двойниковых границ при переориентации мартенситных вариантов в циклах нагрузка/разгрузка, что приводит к реализации больших

обратимых деформаций. В отличие от СЭ, обратимая деформация при ФЭ не связана с развитием МП под нагрузкой. Материалы, обладающие свойством ФЭ, могут обеспечивать снижение уровня шума и вибрации различных движущих элементов при разработке миниатюрных демпфирующих устройств, способных преобразовывать значительную энергию при малых нагрузках, в отличие от материалов, рабочим свойством которого является СЭ и развитие МП под нагрузкой требует более высоких напряжений. Кроме того, эффект ФЭ может стать основой для получения значительных обратимых магнитоиндуцируемых деформаций в ферромагнитных сплавах за счет переориентации ориентированной мартенситной структуры под действием магнитного поля [20-22, 25, 30, 31].

Эффективным способом наведения ДЭПФ и ФЭ является низкотемпературная термомеханическая обработка - старение в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой (СМН), что ранее было показано на монокристаллах сплавов CoNiGa и CoNiAl с одностадийными Б2-Ь10 МП [3244]. В основе СМН лежит эффект стабилизации мартенсита напряжений. Согласно литературным данным возможно два основных механизма стабилизации мартенсита: «механическая» стабилизация мартенсита обусловлена закреплением межфазных и двойниковых границ в мартенсите точечными дефектами и дислокациями, «химическая» стабилизация - перераспределением дефектной структуры (точечных дефектов и атомов разного сорта) в соответствии с симметрией кристалла мартенсита [45]. К настоящему времени отсутствуют данные о взаимосвязи параметров СМН и вклада различных механизмов в стабилизацию мартенсита, а также о закономерностях влияния различных механизмов стабилизации на ДЭПФ и ФЭ.

Предполагается, что в монокристаллах NiFeGaСo и ММпОа закономерности стабилизации мартенсита при СМН, условия наведения ДЭПФ и ФЭ с максимальной обратимой деформацией будут определяться, во-первых, последовательностью развития межмартенситных превращений при охлаждении/нагреве и под нагрузкой. Во-вторых, кристаллической структурой и степенью порядка высокотемпературной Ь21/Б2-фазы, наличием частиц

вторичных фаз. В-третьих, выбором кристаллографической ориентации монокристаллов ([001]А и [110]А). Вариация ориентации позволяет в процессе СМН стабилизировать сдвойникованный ([001]А) или раздвойникованный ([110]А) вариант L10-мартенсита. В-четвертых, вариацией параметров СМН (температура, уровень механических напряжений), которые позволят управлять вкладом различных механизмов стабилизации мартенсита. Выявленные закономерности позволят разработать физически обоснованные принципы управления эффектом стабилизации ориентированного мартенсита в процессе СМН и откроют возможность создания нового класса материалов на основе NiFeGaCo и NiMnGa с расширенными функциональными свойствами.

Степень разработанности темы исследования. К настоящему времени исследования сплавов NiFeGaCo и NiMnGa в основном направлены на изучение типа последовательности (L21(B2)-10M/14M-L10 или L21(B2)-L10) термоупругих МП под нагрузкой и связанных с ними функциональных свойств (ЭПФ и СЭ). На монокристаллах сплавов NiFeGaCo показано, что старение в аустенитном состоянии под и без нагрузки приводит к высокой циклической стабильности СЭ до 5-104 циклов нагрузка/разгрузка и наведению сжимающего ДЭПФ с величиной обратимой деформации -5,5 % с узкими температурными интервалами МП (7 К) путем изотермических тренировок в условиях СЭ [29, 46, 47]. На монокристаллах сплава NiMnGa получены большие деформации до +9,0 % при ДЭПФ за счет тренировок в течение 10 циклов охлаждения/нагрева при постоянных растягивающих напряжениях до 100 МПа и до -19,0 % обратимой деформации при переориентации мартенситных вариантов при последовательном приложении нагрузки вдоль различных направлений и последующем нагреве выше температур МП [48-50]. На монокристаллах ферромагнитных сплавов NiFeGaCo и NiMnGa реализованы большие магнитоиндуцированные деформации до 10,0 %. Однако такие деформации наблюдаются только при совместном приложении нагрузки и магнитного поля, что существенно ограничивает практическое применение данных сплавов [20-22, 25, 30, 31]. Формирование в сплавах одновариантной мартенситной структуры посредством специальных тренировок создает

внутренние поля напряжений, способные заменить действие внешних механических напряжений и упростить получение больших магнитоиндуцированных деформаций.

Ранее на сплавах на основе меди (CuZnAl, CuAlBe) и золота (AuCd) было впервые показано, что стабилизация мартенсита, сформированная в процессе СМН при комнатной температуре, способствует проявлению ДЭПФ и ФЭ [33, 51, 52]. Однако перечисленные эффекты быстро снимаются вследствие перегрева выше температуры СМН. В сплавах на основе NiTi тяжело навести ДЭПФ за счет СМН из-за в основном «механической» стабилизации мартенсита и необходимостью долгого времени выдержки [43, 44, 53]. Механизм «химической стабилизации» мартенсита, основанный на принципе симметрии соответствия ближнего порядка кристаллической структуры мартенсита [32], нашел экспериментальное подтверждение в работах Niendorf [37] и Ефтифеевой [34-36] на монокристаллах ферромагнитных сплавах CoNiGa и CoNiAl, испытывающие одностадийное B2-L1o МП. На монокристаллах CoNiAl стабилизация мартенсита проводилась вдоль [110]А-ориентации путем охлаждения образца под нагрузкой 500 МПа, выдержке в мартенситном состоянии (1 час) при температуре 423 K и дальнейшем нагреве. Таким способом за счет роста стабилизированного ориентированного варианта мартенсита при изменении температуры получен ДЭПФ вдоль перпендикулярной [001]А-ориентации с величиной обратимой деформации +7,3 % с двухстадийным типом превращения. Под действием нагрузки вдоль [001]А-направления при T < Ms реализована ФЭ с обратимой деформацией -12,0 % с низкими критическими напряжениями 38 МПа и механическим гистерезисом 14 МПа, что показывает эффективность наведения больших обратимых деформаций посредством стабилизации мартенсита при низкотемпературном СМН.

Несмотря на проведенные исследования на сплавах на основе Co, испытывающих B2-L10 МП, физические причины и механизмы возникновения в них больших обратимых деформаций до конца не ясны. Существенным пробелом в знаниях является влияние межмартенситных превращений (10M/14M),

кристаллической структуры высокотемпературной L21(B2)-фазы, наличия частиц вторичных фаз, а также процессов «химической» и «механической» стабилизации сдвойникованного и раздвойникованного L10-мартенсита. Изучение этого вопроса необходимо для прогнозирования поведения материала в реальных условиях и расширения области практического применения.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - установить влияние старения в мартенситном состоянии под нагрузкой на закономерности стабилизации ориентированного L10-мартенсита, развитие термоупругих мартенситных превращений, проявление функциональных свойств в монокристаллах сплавов Ni55-xFel8Ga27Cox (х = 4, 6 ат. %) и Ni5зMn25Ga22.

Задачи, поставленные для достижения цели:

1. Определить закономерности развития термоупругого мартенситного превращения под нагрузкой на монокристаллах сплава Ni55-xFel8Ga27COx (х = 4, 6 ат. %) в зависимости от кристаллографической ориентации ([ 110]А и [001]А), способа деформации (сжатие/растяжение) и температуры испытания.

2. Провести исследования влияния стабилизации сдвойникованного ([001]А) и раздвойникованного ([110]А) мартенсита в процессе различных режимов старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой на микроструктуру, температуры мартенситных превращений и характеристики двустороннего эффекта памяти формы на монокристаллах сплавов М55-xFel8Ga27COx ^ = 4, 6 ат. %) и Ni5зMn25Ga22.

3. Выявить параметры эффективного режима старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой и установить закономерности проявления двустороннего эффекта памяти формы в монокристаллах сплавов М55-xFel8Ga27Cox ^ = 4, 6 ат. %) и Ni5зMn25Ga22 на основе выбора способа проведения старения, исходной микроструктуры, ориентации оси нагрузки ([110]А и [001]А), температуры и напряжений старения.

4. Установить влияние старения в мартенситном состоянии под нагрузкой на закономерности проявления больших обратимых деформаций в мартенситном состоянии в циклах нагрузка/разгрузка (ферроэластичности) вдоль [001]а-

ориентации на монокристаллах сплавов М55-хБе18Оа27Сох (х = 4, 6 ат. %) и М53Мп25Оа22. Определить температурный интервал проявления ферроэластичности.

5. Выполнить циклические испытания больших обратимых деформаций при проявлении ферроэластичности вдоль [001]А-ориентации в циклах нагрузка/разгрузка в монокристаллах сплавов М49Ее18Оа27Со6 после старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой.

Новизна исследования. В диссертации получены следующие новые научные результаты:

1. На монокристаллах сплавов М55-хБе18Оа27Сох (х = 4, 6 ат. %) экспериментально установлена ключевая роль раздвойникования L10-мартенсита в формировании асимметрии и ориентационной зависимости развития мартенситных превращений в циклах охлаждение/нагрев под действием постоянной нагрузки. Наличие раздвойникования приводит к наблюдению широкого термического гистерезиса (80 К) и узких температурных интервалов прямого (Д1 = М8 - М^ и обратного (Д2 = Аг - А8) мартенситного превращения (38 К), тогда как отсутствие раздвойникования способствует развитию мартенситных превращений под нагрузкой с узким термическим гистерезисом (~ 40 К) в широком интервале Д1, Д2 температур (10-40 К).

2. Получены экспериментальные доказательства стабилизации сдвойникованного и раздвойникованного Ь10-мартенсита при старении в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллов №55-хБе18Оа27Сох (х = 4, 6 ат. %) и М53Мп25Оа22, что способствует наведению двустороннего эффекта памяти формы за счет роста ориентированного мартенсита в циклах охлаждение/нагрев и ферроэластичности за счет переориентации мартенситных вариантов посредством движения двойниковых границ мартенсита в циклах нагрузка/разгрузка.

3. Впервые показана возможность наведения двустороннего эффекта памяти формы в текстурированных поликристаллах сплава (М51Ее18Оа27Со4)99,7Б0,3 вдоль преимущественного [001]А-направления кристаллизации с обратимой

деформацией -1,8 % при старении в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой без разрушения образца.

4. Установлено, что целенаправленная стабилизация раздвойникованного L10-мартенсита посредством старения в мартенситном состоянии монокристаллов сплавов Ni55-xFe18Ga27Cox ^ = 4, 6 ат. %) и Ni53Mn25Ga22 позволяет получить высокие значения обратимой деформации при проявлении двустороннего эффекта памяти формы до +9,5 % и ферроэластичности до -16,0 % вдоль [001]а-направления.

5. Выяснены и сформулированы условия наблюдения ферроэластичности с полностью обратимой деформацией в широком интервале температур, определяемые соотношением деформирующих напряжений (а) и величины механического гистерезиса (Ла). Установлено, что при выполнении условия Да < а температурный интервал ферроэластичности со стабильными параметрами может достигать ~ 100 К в состаренных в мартенсите монокристаллах сплавов Ni55-xFel8Ga27Cox ^ = 4, 6 ат. %).

6. Выявлено влияние вклада «механической» стабилизации L10-мартенсита в процессе старения в мартенситном состоянии, связанного с появлением высокой плотности дислокаций, на функциональные свойства монокристаллов сплавов Ni55-xFe18Ga27Cox ^ = 4, 6 ат. %). Показано, что увеличение вклада «механической» стабилизации приводит к уменьшению более чем в 2 раза величины двустороннего эффекта памяти формы и существенному увеличению в 3-4 раза критических напряжений и механического гистерезиса при проявлении ферроэластичности по сравнению с преимущественно «химической» стабилизацией мартенсита.

7. Впервые исследована циклическая стабильность ферроэластичности при комнатной температуре до 105 циклов нагрузка/разгрузка в состаренных в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллах Ni49Fel8Ga27Co6, что непосредственно определяет надежность и долговечность созданных материалов в условиях эксплуатации.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость включает в себя установление закономерности влияния «химической» и «механической» стабилизации сдвойникованного и раздвойникованного мартенсита при различных режимах старения в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой (ориентации, температуры, напряжения) на развитие термоупругих МП, проявление ДЭПФ и ФЭ и механизмы их реализации. Полученные результаты вносят значительный вклад в физику МП, углубляя понимание взаимосвязи между структурой, дефектами и макроскопическим откликом интеллектуальных материалов.

Экспериментальные результаты исследований демонстрируют перспективность использования сплавов NiFeGaCo и NiMnGa и обеспечат научно-техническую основу для их широкого применения в качестве высокопрочных элементов для силовых приводов (актюаторов), датчиков, шумопоглощающих и демпфирующих устройств нового поколения в различных областях техники. При разработке данных материалов важное внимание имеют такие параметры как величина обратимой деформации, термического и механического гистерезисов, уровень критических напряжений, температурный интервал наблюдения ФЭ, и их циклической стабильности.

Методология и методы исследования. С целью решения задач, обозначенных в диссертационной работе, для выращивания монокристаллов сплавов NiFeGaCo и NiMnGa использовали модернизированный метод Бриджмена. Поверхность образцов для испытаний подготавливали с помощью механической шлифовки и дальнейшей электролитической полировки. Исследования структуры материала проводились методами оптической металлографии, рентгеноструктурного анализа, а также просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Характеристические температуры МП установлены методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием калориметра NETZSCH DSC 404 F1. Механические испытания при деформации сжатием при постоянной нагрузке и температуре проводились на

дилатометре, испытательных системах 1ш^юпУШ 5969 и Е1еСтаРик Е3000 для исследования многоцикловых испытаний.

Положения, выносимые на защиту:

1. Ориентационная зависимость и асимметрия развития мартенситного превращения при охлаждении/нагреве под нагрузкой, связанные с раздвойникованием Ь10-мартенсита в монокристаллах сплавов М55-хРе18Оа27Сох (х = 4, 6 ат. %). Условие наблюдения взрывного характера прямого и обратного превращения и широкого термического гистерезиса (до 80 К), состоящее в выборе [110]А-ориентации и сжимающих напряжений, достаточных для раздвойникования кристаллов Ь10-мартенсита.

2. Экспериментально найденные условия наведения больших обратимых деформаций при двустороннем эффекте памяти формы (+9,5 %) и ферроэластичности (-16,0 %) в [001]А-монокристаллах М55-хРе18Оа27Сох (х = 4, 6 %) и М53Мп25Оа22 (ат. %), заключающиеся в «химической» стабилизации раздвойникованного Ь10-мартенсита за счет старения в мартенситном состоянии при повышенных температурах Т ~ 423 К и сжимающих напряжениях ниже дислокационного предела текучести Ь10-мартенсита, приложенных вдоль [110]А-направления, перпендикулярного к [001] А.

3. Закономерности температурной зависимости ферроэластичности в состаренных в мартенсите [001]А-монокристаллах М55-хБе180а27Сох (х = 4, 6 ат. %): постоянство величины обратимой деформации, критических напряжений для переориентации мартенситных вариантов и механического гистерезиса в широком интервале температур лтфэ ~ 100 К от Ткр до М8; снижение подвижности двойниковых границ в мартенсите при температурах ниже критической Ткр, способствующее росту механического гистерезиса и появлению необратимой деформации в циклах нагрузка/разгрузка.

4. Деградация двустороннего эффекта памяти формы и ферроэластичности в [001]А-монокристаллах М55-хБе180а27Сох (х = 4, 6 ат. %), связанная с повышением плотности дислокаций при «механической» стабилизации

мартенсита в процессе старения в мартенситном состоянии и/или циклических испытаниях кристаллов.

Степень достоверности полученных результатов. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается комплексным подходом, сочетающим взаимодополняющие методы исследований и современное оборудование, обработкой и всесторонним анализом экспериментальных данных, согласованных с теоретическими данными из отечественных и зарубежных научных работ.

Апробация результатов исследования. Результаты диссертационной работы представлены на следующих международных и российских конференциях: Международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов» (Черноголовка, 2020); Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2021); Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2021, 2024); Международная конференция «Сплавы с памятью формы» (Москва, 2021); Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Екатеринбург, 2022); Международная конференция «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения» (Томск, 2022); Научно-технический семинар (конференция) «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов» (Москва, 2022, 2024); Петербургские чтения по проблемам прочности и молодежная школа-семинар «Механика, химия и новые материалы» (Санкт-Петербург, 2024).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 6 статей в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 3 статьи в российских научных журналах, переводные

версии которых входят в Web of Science [54-56]; 3 статьи в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science) [57-59], 2 статьи в сборниках материалов конференций, представленных в изданиях, входящих в Web of Science [60, 61], 14 публикаций в сборниках материалов международных научных конференций и научно-технических семинаров [62-75].

Исследования проведены при поддержке проектов Российского научного фонда № 16-19-00250 и № 20-19-00153.

Личный вклад автора заключается в выполнении основного объема исследований, выборе методов и подходов, наиболее применимых для решения поставленных задач, обработке полученных экспериментальных результатов, анализе полученных исследований, написании тезисов и научных статей. Совместно с научным руководителем осуществлялись постановка задач, обсуждение полученных результатов и научных статей, формулировка выводов и положений диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка условных обозначений, символов и сокращений, списка литературы. Содержание изложено на 169 страницах, включая 94 рисунка, 10 таблиц, список из 168 библиографических ссылок.

1 Неупругие обратимые деформации в сплавах Гейслера с термоупругими

мартенситными превращениями

1.1 Основные особенности термоупругого мартенситного превращения

Существует класс ферромагнитных сплавов, которые обладают способностью намагничивания при действии слабых магнитных полей и состоят из магнитных (железо, никель, кобальт, гадолиний) и немагнитных (алюминий, галлий, серебро) компонентов, называемый сплавами Гейслера. Такие сплавы представляют собой тройное интерметаллическое соединение Х2УЪ с упорядоченной В2(Ь2^ структурой аустенитной фазы на основе объемно-центрированной кубической (ОЦК) решетки. Атомы элемента X занимают позиции в центре куба, а атомы элементов У и Ъ занимают угловые позиции поочередно в L21-структуре. Примерами сплавов Гейслера являются такие сплавы как NiMn(Ti, Ga, 1п, Бп), А1), NiFeGa(Co) [1, 5, 6, 46-50, 77-80].

Интенсивные исследования сплавов Гейслера, претерпевающих мартенситные превращения (МП) ниже температуры Кюри, начались с 90-х годов XX века. Такие сплавы в отличие от широко используемых сплавов ТМ способны испытывать значительные обратимые деформации, вызванные не только внешними напряжениями, но и магнитным полем. Разработка многофункциональных материалов на основе сплавов Гейслера с заданным комплексом механических и функциональных свойств, которые могут преобразовывать сигнал в форме тепловых и магнитных полей в механическую энергию, представляет большой практический интерес.

Большие до 10 % неупругие обратимые деформации в сплавах Гейслера с памятью формы обусловлены развитием бездиффузионного МП при изменении температуры, приложении механических напряжений и/или магнитного поля путем кооперативного перемещения атомов в новое положение на расстояния, не превышающие межатомные. При МП происходит скачкообразное изменение энтропии и объема, что говорит о том, что МП является фазовым переходом первого рода, который протекает в твердых телах. В сплавах Гейслера чаще всего

МП характеризуется переходом высокотемпературной фазы аустенит (упорядоченная структура Б2/Ь21 на основе ОЦК решетки) в низкотемпературную фазу мартенсит с гранецентрированной тетрагональной (ГЦТ) решеткой.

Температуру начала прямого МП при охлаждении из аустенита в мартенсит обычно обозначают М8, температуру конца прямого превращения - М^ Обратное превращение при нагреве соответствует температурам начала Л8 и конца Л^ При развитии МП существует инвариантная неискаженная поверхность раздела между аустенитной и мартенситной фаз, называемая плоскостью габитуса, которая соответствует минимуму упругих напряжений на межфазной границе, связанных с изменением формы при превращении.

На рисунке 1.1 представлены кривые дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) при охлаждении/нагреве в свободном состоянии.

Температура, К

Рисунок 1.1 - Кривая зависимости теплового потока от температуры, полученная

методом ДСК, в циклах охлаждение/нагрев

При реализации прямого превращения при охлаждении в диапазоне температур М8-М£ происходит зарождение и рост мартенситных вариантов в аустените, т.е. образование самоаккомодирующей системы из 24 кристаллографических вариантов мартенситной фазы без макроскопических изменений размеров образца (рисунок 1.2). Прямое МП при охлаждении сопровождается выделением тепла и на кривых '(Т) наблюдается

экзотермический пик. Нагрев образца вызывает уменьшение ламелей мартенсита (при термоупругом МП) или зарождение кристаллов аустенита (при нетермоупругом МП) в интервале температур Л8-Лг и, соответственно, наблюдается обратное МП с восстановлением размеров образца, что сопровождается поглощением тепла (эндотермический процесс). Термический гистерезис и его величина характеризуются рассеянием энергии при движении межфазных границ при изменении температуры и обозначаются ДТ (рисунок 1. 1 и 1.2). По степени обратимости и величине термического гистерезиса МП классифицируются на термоупругие и нетермоупругие МП [2, 3].

Т, К Т, К

а - узкий гистерезис; б - широкий гистерезис Рисунок 1.2 - Схема зависимости деформации от температуры при прямом и

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тохметова Аида, 2026 год

Список литературы

1. Ферромагнетики с памятью формы / А. Н. Васильев, В. Д. Бучельников, Т. Такаги [и др.] // Успехи физических наук. - 2003. - T. 173, № 6. - С. 577-608.

2. Лободюк В. А. Мартенситные превращения / В. А. Лободюк, Э. И. Эстрин. - М. : Физматлит, 2009. - 352 с.

3. Курдюмов Г. В. Превращения в железе и стали / Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин. - М. : Наука, 1977. - 238 с.

4. Лихачев В. А. Эффект памяти формы / В. А. Лихачев, С. Л. Кузьмин, З. П. Каменцева. - Л. : Изд-во ЛГУ, 1987. - 216 с.

5. Effect of atomic order on the martensitic transformation of Ni-Fe-Ga alloys // R. Santamarta, E. Cesari, J. Font [et al.] / Scripta Materialia. - 2006. - Vol. 54, № 12. -P. 1985-1989.

6. Phase transformations in Ni-Ga-Fe ferromagnetic shape memory alloys / T. Omori, N. Kamiya, Y. Sutou [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2004. -Vol. 378. - P. 403-408.

7. Сплавы с эффектом памяти формы / К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки [и др.] ; под ред. Х. Фунакубо. - М. : Металлургия, 1990. - 224 с.

8. Martensite / ed. by B.B. Olson, W.S. Owen. - ASM International, 1992. -

330 p.

9. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы: в 14 т. / под ред. В. Э. Гюнтера. - Томск: Изд-во МИЦ, 2011. - Т. 1. - 534 с.

10. Хунджуа А. Г. Эффект памяти формы и сверхупругость // А. Г. Хунджуа. - М. : МГУ, 2010. - 32 с.

11. Меськин В. С. Ферромагнитные сплавы / В. С. Меськин - М. ; Л. : Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937. - 792 с.

12. Лохов В.А. Сплавы с памятью формы: применение в медицине. Обзор моделей, описывающих их поведение / В.А. Лохов, Ю.И. Няшин, А.Г. Кучумов // Российский журнал биомеханики. - 2007. - Т. 11, № 3. - С. 9-27.

13. Tavares S. Heusler alloys: Past, properties, new alloys, and prospects / S. Tavares, K. Yang, M. A. Meyers // Progress in Materials Science. - 2023. - Vol. 132. -P. 101017.

14. Heusler Compounds - A Material Class With Exceptional Properties / T. Graf, S. S. P. Parkin, C. Felser // IEEE Transactions On Magnetics. - 2011. - Vol. 47, № 2. - P. 367-373.

15. Chowdhury P. Frontiers of Theoretical Research on Shape Memory Alloys: A General Overview // Shape Memory and Superelasticity. - 2018. - Vol. 4. - P. 26-40.

16. Magnetic anisotropy in Ni-Fe-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloys in the single-variant state / H. Morito, A. Fujita, K. Oikawa [et al.] // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2009. - Vol. 21. - P. 076001.

17. Лободюк В. А. Изотермическое мартенситное превращение / В. А. Лободюк, Э. И. Эстрин // Успехи физических наук. - 2005. - Т. 175, № 7. - С. 745765.

18. Otsuka К. Shape memory materials / К. Otsuka, C. M. Wayman. - Cambridge University PRESS, 1998. - 284 p.

19. Термоупругие мартенситные превращения в монокристаллах, содержащих дисперсные частицы / Ю. И. Чумляков, И. В. Киреева, Е. Ю. Панченко [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2011. - Т. 54, № 8. - С. 96-108.

20. Stress-assisted magnetic field-induced strain in Ni-Fe-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloys / H. Morito, A. Fujita, K. Oikawa [et al.] // Applied physics letters. - 2007. - Vol. 90. - P. 062505.

21. Strain characteristics and superelastic response of Ni532Mn226Ga242 single crystals / Yu. Cui, L. Wub, S. You [et al.] // Solid State Communications. - 2009. -Vol. 149. - P. 1539-1542.

22. Magnetic field and stress induced martensite reorientation in NiMnGa ferromagnetic shape memory single crystals / H. E. Karaca [et al.] // Acta Materialia. -2006. - Vol. 54, №. 1. - P. 233-245.

23. Tension/compression asymmetry of functional properties in [001]-oriented ferromagnetic NiFeGaCo single crystals / E. Panchenko, Y. Chumlyakov, H. J. Maier, [et al.] // Intermetallics. - 2010. - Vol. 18. - P. 2458-2463.

24. Inter-martensite strain evolution in NiMnGa single crystals / R.F. Hamilton, H. Sehitoglu, K. Aslantas [et al.] // Acta Materialia. - 2008. - Vol. 56. - P. 2231-2236.

25. Thermal characteristics of Ni-Fe-Ga-Mn and Ni-Fe-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloys / C. Picornell, J. Pons, E. Cesari, J. Dutkiewicz // Intermetallics. -2008. - Vol. 16. - P. 751-757.

26. The Effect of Heat Treatment on the Shape Memory Effect and Superelasticity in NiMnGa Single Crystals / M. Pichkaleva, E. Timofeeva, A. Tagil'tsev [et al.] // Key Engineering Materials. - 2017. - Vol. 743. - P. 91-94.

27. Панченко Е. Ю. Закономерности термоупругих мартенситных превращений и механизмы ориентационной зависимости функциональных свойств в монокристаллах однофазных и гетерофазных сплавов с B2(L21)-сверхструктурой : дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 01.04.07 / Е. Ю. Панченко. - Томск, 2013. - 453 с.

28. Тимофеева Е. Е. Закономерности термоупругих мартенситных превращений, эффекта памяти формы и сверхэластичности в монокристаллах ферромагнитных сплавов Ni-Fe-Ga-(Co) : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 / Е. Е. Тимофеева. - Томск, 2012. - 195 с.

29. Ларченкова Н. Г. Закономерности проявления и циклическая стабильность функциональных свойств гетерофазных монокристаллов сплава NiFeGaCo с памятью формы : дис. ... канд. физ-мат. наук : 01.04.07 / Н. Г. Ларченкова. - Томск, 2019. - 185 с.

30. 12% magnetic field-induced strain in Ni-Mn-Ga-based non-modulated martensite / A. Sozinov, N. Lanska, A. Soroka, W. Zou // Applied Physics Letters. -2013. - Vol. 102. - P. 021902.

31. The Role of Adaptive Martensite in Magnetic Shape Memory Alloys / R. Niemann, U. K. Ro Bler, M. E. Gruner [et al.] // Advanced Engineering Materials. -2012. - Vol. 14, № 8. - P. 562-581.

32. Otsuka K. Mechanism of martensite aging effects and new aspects / K. Otsuka, X. Ren // Materials Science and Engineering A. - 2001. - Vol. 312. - P. 207218.

33. Characteristics and mechanism of martensite ageing effect in Au-Cd alloys / Y. Murakami, Y. Nakajima, K. Otsuka [et al.] // Materials Science and Engineering A. -1997. - Vol. 237. - P. 87-101.

34. Ефтифеева А. С. Влияние старения в аустенитном и мартенситном состояниях под нагрузкой на термоупругие B2-L10 мартенситные превращения и функциональные свойства монокристаллов сплава CoNiAl : дис. ... канд. физ-мат. наук : 1.3.8 / А. С. Ефтифеева. - Томск, 2021. - 178 с.

35. Two-way shape memory effect and thermal cycling stability in Co35Ni35Al30 single crystals by low-temperature martensite ageing / E. Panchenko [et al.] // Scripta Materialia. - 2018. - Vol. 150. - P. 18-21.

36. Reversible reorientation of martensite variants in stress-induced martensite aged Co35Ni35Al30 single crystals / A. Eftifeeva, E. Yanushonite, I. Fatkullin [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2024. - Vol. 992. - P. 174638.

37. Martensite aging - avenue to new high temperature shape memory alloys / T. Niendorf [et al.] // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 89. - P. 298-304.

38. Martensite stabilization in a high temperature Ni-Mn-Ga alloy / C. Seguí [et al.] // Scripta Materialia. - 2005. - Vol. 53. - P. 315-318.

39. Picornell C. Stabilisation of martensite by applying compressive stress in Cu-Al-Ni single crystals / C. Picornell, J. Pons, E. Cesari // Acta Materialia. - 2001. -Vol. 49. - P. 4221-4230.

40. Aging and Deaging Effects in Shape Memory Alloys / D. Xue, Y. Zhou, X. Ding, Physical Review B. - 2012. - Vol. 86. - P. 184109.

41. Martensite stabilisation effect in Ni-rich NiTi shape memory alloywith different structure and martensitic transformations / S. Belyaev, N. Resnina, T. Rakhimov, V. Andreev // Sensors and Actuators A. - 2020. - Vol. 305. - P. 111911.

42. Effect of Stress-Induced Martensite Stabilization on Acoustic Emission Characteristics and the Entropy of Martensitic Transformation in Shape Memory

Ni51Fe18Ga2vCo4 Single Crystal / N. M. Samy, L. Daroczi, L. Z. Toth [et al.] // Metals. -2020. - Vol. 10. - P. 534.

43. Тагильцев А. И. Функциональные свойства высокопрочных поли- и монокристаллов гетерофазных сплавов на основе NiTi, легированных Hf и Pd, при термоупругом B2-B19' мартенситном превращении : дис. ... канд. физ-мат. наук : 1.3.8 / А. И. Тагильцев. - Томск, 2024. - 207 с.

44. Two-way shape memory effect in stress-induced martensite aged Ni50.3Ti32.2Hf17.5 alloy / A. I. Tagiltsev, E. Yu. Panchenko, Yu. I. Chumlyakov [et al.] // Materials Letters. - 2020. - Vol. 268. - P. 127589.

45. Chemical and mechanical stabilization of martensite / S. Kustov [et al.] // Acta Materialia. -2004. - Vol. 52. - P. 4547-4559.

46. Cyclic stability of superelasticity in [001]-oriented stress-free and stressassisted aged Ni49Fe18Ga27Co6 single crystals / N. G. Larchenkova, E. Yu. Panchenko, E. E. Timofeeva [et al.] // AIP Conference Proceedings. - 2018. - Vol. 2051. - 020166.

47. Two-way shape memory effect under multi-cycles in [001]-oriented Ni49Fe18Ga27Co6 single crystal / E. Yu. Panchenko, E. E. Timofeeva, N. G. Larchenkova // Materials Science and Engineering A. - 2017. - Vol. 706. - P. 95-103.

48. Giant two-way shape memory effect in high-temperature Ni-Mn-Ga single crystal / V. A. Chernenko, E.Villa, S. Besseghini, J.M. Barandiaran // Physics Procedia. - 2010. - Vol. 10. - P. 94-98.

49. Stress- and magnetic-field-induced variant rearrangement in Ni-Mn-Ga single crystals with seven-layered martensitic structure / A. Sozinov, A. A. Likhachev, N. Lanska [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2004. - Vol. 378. - P. 399402.

50. Stress-induced variant rearrangement in Ni-Mn-Ga single crystals with nonlayered tetragonal martensitic structure / A. Sozinov [et al.] // Journal de Physique IV. - 2004. - Vol. 115. - P. 121-128.

51. Characteristics of the two-way memory effect induced by thermomechanical cycling in Cu-Zn-Al single crystals / A. Amengual, E. Cesari, J. Pons // Journal de Physique IV. - 1995. - Vol. 5. - P. C8-871-C8-876.

52. Influence of thermal treatments on the long range order and the two way shape memory effect induced by stabilization in Cu-Al-Be single crystals / E. Cingolani, R. Stalman, J. Van Humbeeck, M. Ahlers // Materials Science and Engineering A. - 1999. - Vol. 268. - P. 109-115.

53. Influence of chemical composition of NiTi alloy on the martensite stabilization effect / S. Belyaev, N. Resnina, E. Iaparova [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - 787. - P. 1365-1371.

54. Effect of the Stress-Induced Martensite Aging Time on the Functional Properties of Heterophase Ni49Fe18Ga27Co6 Single Crystals / A. B. Tokhmetova, E. Yu. Panchenko, E. I. Yanushonite [et al.] // Physical Mesomechanics. - 2022. - Vol. 25, № 4. - P. 287-295.

55. The Influence of Compressive-Stress-Induced Martensite Aging on the Two-Way Shape Memory Effect in Single Crystals of Ni49Fe18Ga27Co6 Ferromagnetic Alloy / A. B. Tokhmetova, N. G. Larchenkova, E. Yu. Panchenko, Yu. I. Chumlyakov // Technical Physics Letters. - 2020. - Vol. 46, № 6. - P. 621-624.

56. Regularities of functional properties in stress-induced aged martensite single crystals of Ni51Fe18Ga27Co4 ferromagnetic alloy / A. B. Tokhmetova, E. Yu. Panchenko, I. D. Kurlevskaya [et al.] // Russian Physics Journal. - 2023. - Vol. 65, № 12. -P. 2154-2162.

57. Effect of Stress-Induced Martensite Aging on Martensite Variant Reorientation Strain in NiMnGa Single Crystals / E. Panchenko, E. Timofeeva, M. Pichkaleva [et al.] // Shape Memory and Superelasticity. - 2019. - Vol. 6. - P. 29-34.

58. Temperature dependence of martensite variant reorientation in stress-induced martensite aged Ni49Fe18Ga27Co6 single crystals / E. Panchenko, A. Tokhmetova, N. Surikov [et al.] // Scripta Materialia. - 2021. - Vol. 194. - P. 113618.

59. The cyclic stability of rubber-like behaviour in stress-induced martensite aged Ni49Fe18Ga27Co6 (at. %) single crystals / E. E. Timofeeva, E. Yu. Panchenko, A. B. Tokhmetova, A. S. Eftifeeva, Yu. I. Chumlyakov, M. N. Volochaev // Materials Letters. - 2021. - Vol. 300. - P. 130207.

60. Influence of Stress-induced Martensite Ageing on the Shape Memory Effects in As-grown and Quenched [011]-oriented Single Crystals of Ni49Fe18Ga27Co6 Alloy / A. B. Tokhmetova, N. G. Larchenkova, E. Yu. Panchenko [et al.] // Materials Research Proceedings. - 2018. - Vol. 9. - P. 48-52.

61. Thermoelastic Martensitic Transformations in [011]-0riented Ni49Fe18Ga27Co6 Single Crystals under Tension and Compression Loads / E. Panchenko, E. Timofeeva, A. Tokhmetova [et al.] // AIP Conference Proceedings. - 2017. - Vol. 1909. -P. 020165.

62. Тохметова А.Б. Термоупругие мартенситные превращения под нагрузкой в [011]-монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6 под действием растягивающих и сжимающих напряжений / А.Б. Тохметова, Н.Г. Ларченкова, Е.Е. Тимофеева // Перспективы развития фундаментальных наук : сб. науч. тр. -Томск, 2017. - С. 351-353.

63. Оптимизация режимов старения в мартенсите для наведения двустороннего эффекта памяти формы в однофазных и гетерофазных монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6 (at. %) / А.Б. Тохметова, Н.Г. Ларченкова, Е.Ю. Панченко [и др.] // Сплавы с эффектом памяти формы : сборник материалов всероссийской конференции с международным участием. Челябинск, 16-20 августа 2018 г. - Челябинск : Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2018. - С. 53.

64. Тохметова А. Б. Циклическая стабильность ферроэластичности в состаренных в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6 / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций : тезисы докладов всероссийской конференции с международным участием. Томск, 01-05 октября 2019 г. - Томск, 2019. - С. 308-309.

65. Тохметова А. Б. Функциональные свойства состаренных под нагрузкой в мартенсите монокристаллов ферромагнитного сплава Ni49Fe18Ga27Co6 (ат. %) / А. Б. Тохметова, Н. Г. Ларченкова // Физика твердого тела : сборник материалов Российской конференции. Томск, 18 мая 2020 г. - Томск, 2020. - С. 79-82.

66. Тохметова А. Б. Переориентация мартенситных вариантов под нагрузкой в состаренных в мартенсите монокристаллах ферромагнитного сплава М49Ре18Оа27Со6 (ат. %) / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Фазовые превращения и прочность кристаллов : сборник тезисов всероссийской конференции с международным участием. Черноголовка, 26-30 октября 2020 г. -Черноголовка, 2020. - С. 65.

67. Тохметова А. Б. Исследование деформационного поведения состаренных в мартенситном состоянии под нагрузкой монокристаллов ферромагнитного сплава М49Ре18Оа27С0б // Перспективы развития фундаментальных наук : сб. науч. тр. - Томск, 2021. - С. 343-345.

68. Тохметова А. Б. Циклическая стабильность ферроэластичности в состаренных в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой монокристаллах сплава М49Ре18Оа27Со6 / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии : тезисы докладов всероссийской конференции с международным участием. Томск, 06-10 сентября 2021 г. - Томск, 2021. - С. 300.

69. Тохметова А. Б. Влияние продолжительности старения в мартенситном состоянии под нагрузкой на функциональные свойства монокристаллов сплава М49?е18Оа27С06 / А. Б. Тохметова, И. Д. Курлевская, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Сплавы с памятью формы : сборник тезисов всероссийской конференции с международным участием. Москва, 13-17 сентября 2021 г. - М.: НИТУ «МИСиС», 2021. - С. 85.

70. Тохметова А. Б. Функциональные свойства состаренных под нагрузкой в мартенсите монокристаллов ферромагнитного сплава №49?е18Оа27С06 (ат. %) / А. Б. Тохметова, Н. Г. Ларченкова // Физика твердого тела : сборник материалов Российской конференции. Томск, 28-31 марта 2022 г. - Томск, 2022. - С. 80-82.

71. Тохметова А. Б. Исследование циклической стабильности ферроэластичности в состаренных в мартенсите под нагрузкой монокристаллах сплава М49Ре18Оа27Со6 / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков //

Актуальные проблемы прочности : сборник тезисов всероссийской конференции с международным участием. Екатеринбург, 4-8 апреля 2022 г. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2022. - С. 145.

72. Исследование циклической стабильности ферроэластичности на монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6 / А. Б. Тохметова, И. Д. Курлевская, Е. Ю. Панченко [и др.] // Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов : сборник тезисов научно-технического семинара. Москва, 25-27 окт. 2022 г. - М.: НИТУ «МИСиС», 2022. - С. 54.

73. Тохметова А. Б. Циклическая стабильность больших обратимых деформаций в мартенситном состоянии в монокристаллах сплава Ni49FeisGa27Co6 / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Механика, химия и новые материалы : сборник материалов всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 23-25 апреля 2024 г. - Санкт-Петербург, 2024. - С. 113.

74. Тохметова А. Б. Наведение двустороннего эффекта памяти формы и ферроэластичности в состаренных в мартенсите под нагрузкой монокристаллах сплава NiFeGaCo / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии : тезисы докладов всероссийской конференции с международным участием. Томск, 09-12 сентября 2024 г. - Томск, 2024. - С. 581-582.

75. Тохметова А. Б. Старение в мартенситном состоянии под сжимающей нагрузкой как способ получения больших обратимых деформаций на монокристаллах сплава NiFeGaCo / А. Б. Тохметова, Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков // Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов сборник тезисов научно-технического семинара. Москва, 22-26 октября 2024 г. - М.: НИТУ «МИСиС», 2024. - С. 93.

76. Martensite stabilisation in single crystalline Ni-Mn-Ga and Ni-Mn-Sn magnetic shape memory alloys / R. Chulist, P. Czaja, T. Tokarski, M. Faryna // Materials Letters. - 2018. - Vol. 230. - P. 266-269.

77. Magnetic and martensitic transformations of NiMnX(X = In, Sn, Sb) ferromagnetic shape memory alloys / Y. Sutou, Y. Imano, N. Koeda // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 85. - P. 4358-4360.

78. Crystal structures and phase transitions in ferromagnetic shape memory alloys based on Co-Ni-Al and Co-Ni-Ga / P. J. Brown, K. Ishida, R. Kainuma [et. al.] // Journal Of Physics: Condensed Matter. - 2005. - Vol. 17. - P. 1301-1310.

79. Anomalous stress-strain behaviour in Ni49Fe18Ga27Co6 crystals compressed along [110] / V. Nikolaev, G. Malygin, A. Averkin [et al.] // Materials Today: Proceedings. - 2017. - Vol. 4. - P. 4807-4813.

80. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения / В. Э. Гюнтер, В. Н. Ходоренко, Ю. Ф. Ясенчук [и др.] // Томск: Изд-во МИЦ, 2006. -296 с.

81. Beke D. L. Determination of elastic and dissipative energy contributions to martensitic phase transformation in shape memory alloys / D. L. Beke, L. Datyczi, T. Y. Elrasasi // Shape Memory Alloys - Processing, Characterization and Applications. -2013. - P. 1-30.

82. Wollants P. Thermally and stress-induced thermoplastic martenstic transformation in the reference frame of equilibrium thermodynamics / P. Wollants, J. R. Roos, L. Delaey // Progress in Materials Science. - 1993. - Vol. 37. - P. 227-288.

83. New aspects of martensite stabilization in Ni-Mn-Ga high-temperature shape memory alloy / V. Khovaylo, R. Kainuma, K. Ishida [et al.] // Philosophical Magazine.

- 2008. - Vol. 88, № 6. - P. 865-882.

84. On the stress-assisted magnetic-field-induced phase transformation in Ni2MnGa ferromagnetic shape memory alloys / H.E. Karaca, I. Karaman, B. Basaran [et al.] // Acta Materialia. - 2007. - Vol. 55. - P. 4253-4269.

85. Kiefer B. Magnetic field-induced martensitic variant reorientation in magnetic shape memory alloys / B. Kiefer, D. C. Lagoudas // Philosophical Magazine A. - 2005.

- Vol. 85, № 33-35. - P. 4289-4329.

86. Burst-like superelasticity and elastocaloric effect in [011] oriented Ni5oFei9Ga27Co4 single crystals / D. Zhao, F. Xiao, Z. Nie [et al.] // Scripta Materialia. -2018. - Vol. 149. - P. 6-10.

87. Чумляков Ю. И. Высокотемпературная сверхэластичность и эффект памяти формы в [001] монокристаллах Co-Ni-Al / Ю. И. Чумляков, Е. Ю. Панченко, А. В. Овсянников [и др.] // Физика металлов и металловедение. - 2009.

- Т. 107, № 2. - C. 207-218.

88. Effect of pseudoelastic cycling on the Clausius-Clapeyron relation for stress-induced martensitic transformation in NiTi / Y. Liu, A. Mahmud, F. Kursaw, T-H. Nam // Journal of Alloys and Compounds. - 2008. - Vol. 449, is. 1-2. - P. 82-87.

89. Aizu K. Possible Species of Ferromagnetic, Ferroelectric, and Ferroelastic Crystals / K. Aizu // Physical Review B. - 1970. - Vol. 2, № 3. - P. 754.

90. Saburi T. The shape memory effect and related phenomena / T. Saburi, S. Nenno // Proceedings of an Internatioanal Conference on Solid - Solid Phase Tranformations (Metall. Soc. AIME). - 1982. - P. 1455-1479.

91. Bhattacharya K. Microstructure of Martensite - Why it forms and how it gives rise to the shape-memory effect / K. Bhattacharya. - Oxford : University press, 2003. -288 p.

92. High temperature shape memory alloys / J. Ma, I. Karaman, R. D. Noebe // International Materials Reviews. - 2010. - Vol. 55, № 5. - P. 257-315.

93. Two Types of Martensitic Phase Transformations in Magnetic Shape Memory Alloys by In-Situ Nanoindentation Studies / Y. Liu, I. Karaman, H. Wang, X. Zhang // Advanced Materials. - 2014. - P. 1-6.

94. Full-field strain evolution during intermartensitic transformations in single-crystal NiFeGa / C. Efstathiou, H. Sehitoglu, J. Carroll [et al.] / Acta Materialia. - 2008.

- Vol. 56. - P. 3791-3799.

95. Temperature Dependent Stress-Strain Behavior and Martensite Stabilization in Magnetic Shape Memory Ni51.1Fe16.4Ga26.3Co6.2 Single Crystal / P. Lazpita, E.Villa, F. Villa, V. Chernenko // Metals. - 2021. - Vol. 11. - P. 920.

96. Fatigue response of NiFeGa single crystals / C. Efstathiou, H. Sehitoglu, P. Kurath [et al.] // Scripta Materialia. - 2007. - Vol. 57. - P. 409-412.

97. Burst-like shape recovery and caloric effects in Ni-Fe-Ga-Co single crystalline shape memory alloys / V. I. Nikolaev, S. I. Stepanov, P. N. Yakushev [et al.] // Intermetallics. - 20220. - Vol. 119. - P. 106709.

98. Crystallography and morphology of various interfaces in Ti-Ni, Ti-Pd and Ni-Mn-Ga shape memory alloys / M. Nishida, T. Hara, M. Matsuda, S. Ii // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 481-482. - P. 18-27.

99. Hamilton R.F. Inter-martensitic transitions in Ni-Fe-Ga single crystals / R. F. Hamilton [et al.] // Acta Materialia. - 2007. - Vol. 55, № 14. - P. 4867-4876.

100. Size effects in the superelastic response of Ni54Fe19Ga27 shape memory alloy pillars with a two stage martensitic transformation / N. Özdemir, I. Karaman, N. A. Mara [et al.] // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60. - P. 5670-5685.

101. Sehitoglu H. Transformation and slip behavior of Ni2FeGa / H. Sehitoglu, J. Wang, H. J. Maier // International Journal of Plasticity. - 2012. - Vol. 39. - P. 61-74.

102. Sequence of martensitic transformations Ni-Mn-Ga alloys / V. A. Chernenko, C. Segui, E. Cesari [et al.] // Physical Review B. - 1998. - Vol. 57, № 5. -P. 2659-2662.

103. Martensitic transition and magnetic properties in Ni-Mn-X alloys / X. Moya, L. Manosa, A. Planes [et al.] // Materials science and Engineering A. - 2006. -Vol. 438-440. - P. 911-915.

104. Martensitic transformation and magnetization of Ni-Fe-Ga ferromagnetic shape memory alloys / Y. Li, C. Jiang, T. Liang [et al.] // Scripta Materialia. - 2003. -Vol. 48. - P. 1255-1258.

105. Enhancement of magnetic-field-induced strain in Ni-Fe-Ga-Co Heusler alloy / H. Morito, K. Oikawa, A. Fujita [et al.] // Scripta Materialia. - 2005. - Vol. 53. -P. 1237-1240.

106. Martensitic and magnetic transformations of Ni-Ga-Fe-Co ferromagnetic shape memory alloys / Y. Imano, T. Omori, K. Oikawa [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 438-440. - P. 970-973.

107. Martensitic and magnetic transformations of Ni56Fe17Ga27-xCox high-temperature ferromagnetic shape memory alloys / J. Sui, Z. Gao, H. Yu [et al.] // Scripta Materialia. - 2008. - Vol. 59. - P. 874-877.

108. Magnetic and martensitic phase transitions in ferromagnetic Ni-Ga-Fe shape memory alloys / K. Oikawa, T. Ota, T. Ohmori [et al.] // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 81. - P. 5201-5203.

109. Martensitic transformation of (Ni55.3Fe17.6Ga27.1)100-xCox magnetic shape memory alloys / H. Zheng, M. Xia, J. Liu [et al.] // Acta Materialia. - 2005. - Vol. 53. -P. 5125-5129.

110. Stress-strain characteristics in Ni-Ga-Fe Ferromagnetic Shape Memory Alloys / Y. Sutou, N. Kamiya, T. Omori [et al.] // Applied physics letters. - 2004. -Vol. 84, № 8. - P. 1275-1277.

111. Влияние сверхбыстрой закалки на физические свойства сплава Ni54Mn21Ga25 / В. Г. Пушин, Н. И. Коуров, А. В. Королев [и др.] // Физика металлов и металловедение. - 2005. - Т. 99, № 4. - P. 64-74.

112. Influence of intermartensitic transitions on transport properties of Ni2.16Mn0.84Ga alloy / V. V. Khovailo, K. Oikawa, C. Wedel [et al.] // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2004. - Vol. 16. - P. 1951-1961.

113. Transformation and ageing behaviour of melt-spun Ni-Mn-Ga shape memory alloys / J. Pons, C. Segui, V. A. Chernenko [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 1999. - Vol. 273-275. - P. 315-319.

114. Compressive response of NiTi single crystals / H. Sehitoglu, I. Karaman, R. Anderson // Acta Materialia. - 2000. - Vol. 48. - P. 3311-3326.

115. One-way and two-way shape memory effect in ferromagnetic NiFeGaCo single crystals / E. E. Timofeeva, E. Yu. Panchenko, Yu. I. Chumlyakov [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2015. - Vol. 640. - P. 465-470.

116. Анизотропия деформации памяти формы в монокристалле сплава Ni49Fe18Ga27Co6 / В. И. Николаев, А. В. Солдатов, Р. Б. Тимашов, В. М. Крымов // Письма в журнал технической физики. - 2020. - T. 46, вып. 3. - С. 3-5.

117. Механизм ориентационной зависимости циклической стабильности сверхэластичности в монокристаллах сплава NiFeGaCo при деформации сжатием / Е. Е. Тимофеева, Е. Ю. Панченко, Н. Г. Ветошкина [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2016. - Т. 59, № 8. - С. 114-122.

118. Bruno N. M. Orientation of the Elastocaloric Effect in Ni54Fe19Ga27 Ferromagnetic Shape Memory Alloy / N. M. Bruno, I. Karaman, Y. I. Chumlyakov // Physica Status Solidi B. - 2017. - P. 1700437.

119. Панченко Е. Ю. Ориентационная зависимость высокотемпературной сверхэластичности феромагнитных монокристаллов сплава NiFeGa / Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков, Е. Е. Тимофеева [и др.] // Деформация и разрушение материалов. - 2010. - № 2 - C. 22-28.

120. Crossing twin of Ni-Mn-Ga 7M martensite induced by thermo-mechanical treatment / Z. Li, D. Li, J. Chen [et al.] // Acta Materialia. - 2020. - Vol. 185. - P. 2837.

121. Shape memory alloys / ed. by D. C. Lagoudas. - Modeling and Engineering Applications. - 2008. - 436 p.

122. Магнитные сплавы с памятью формы: фазовые переходы и функциональные свойства / В. Д. Бучельников, А. Н. Васильев, В. В. Коледов [и др.] // Успехи физических наук. - 2006. - Т. 176. - С. 900-906.

123. Two-way shape memory properties of a Ni-rich Ti-Ni alloy aged under tensile-stress / T. Fukuda, A. Deguchi, T. Kakeshita, T. Saburi // Materials transaction. - 1997. - Vol. 38, № 6. - P. 514-520.

124. Orientation dependence and tension/compression asymmetry of shape memory effect and superelasticity in ferromagnetic Co40Ni33Al27, Co49Ni21Ga30 and Ni54Fe19Ga27 single crystals / Y. Chumlyakov, E. Panchenko, I. Kireeva [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 481-482. - P. 95-100.

125. Effect of one variant of Ti3Ni4 particles on stress-induced martensitic transformations in <111>-oriented Ti49.2Nis0.8 single crystals / K. S. Osipovich, H. G. Vetoshkina, E. Yu. Panchenko, Yu. I. Chumlyakov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - Vol. 93. - P. 012041.

126. Two-way shape memory effect in Ni49Fe18Ga27Co6 ferromagnetic shape memory single crystals / F. Masdeu, J. Pons, Y. Chumlyakov, E. Cesari // Materials Science and Engineering A. - 2021. - Vol. 805. - P. 140543.

127. Investigation of Magnetic Anisotropy of Ni-Mn-Ga Seven-Layered Orthorhombic Martensite / L. Straka, O. Heczko, K. Ullakko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2004. - Vol. 272-276. - P. 2049-2050.

128. Temperature dependence of twinning and magnetic stresses in Ni46Mn24Ga22Co4Cu4 alloy with giant 12% magnetic field-induced stm др.]т / A. Sozinov, A. Soroka, N. Lanska [et al.] // Scripta Materialia. -2017. - Vol. 131. - P. 3336.

129. Циклическая стабильность сверхэластичности в состаренных [ 123]-монокристаллах Ni49Fe18Ga27Co6 / Е. Ю. Панченко, Ю. И. Чумляков, Е. Е. Тимофеева [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2012. - Т. 55, № 9. - С. 61-65.

130. Elastocaloric cooling potential of NiTi, Ni2FeGa, and CoNiAl / G.J. Pataky, E. Ertekin, H.Sehitoglu // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 96. - P. 420-427.

131. Wu Y. Elastocaloric cooling capacity of shape memory alloys - Role of deformation temperatures, mechanical cycling, stress hysteresis and inhomogeneity of transformation / Y. Wu, E. Ertekin, H. Sehitoglu // Acta Materialia. - 2017. - Vol. 135. - P. 158-176.

132. A review of elastocaloric cooling: Materials, cycles and system integrations / S. Qian, Y. Geng, Y. Wang [et al.] // International Journal of Refrigeration. - 2016. -Vol. 64. - P. 1-19.

133. Understanding the Thermodynamic Properties of the Elastocaloric Effect Through Experimentation and Modelling / J. Tusek, K. Engelbrecht, L. Man osa [et al.] // Shape Memory and Superelasticity. - 2016. - Vol. 2. - P. 317-329.

134. Суриков Н. Ю. Закономерности проявления эластокалорического эффекта при развитии термоупругих мартенситных превращений под нагрузкой в монокристаллах сплавов NiMnGa и TiNi : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 1.3.8 / Н. Ю. Суриков. - Томск, 2023. - 170 с.

135. Effect of annealing and heating/cooling rate on the transformation temperatures of NiFeGa alloy / Yu H. J. [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. -2009. - Vol. 470. - P. 237-240.

136. Martensite stabilization and thermal cycling stability of two-phase NiMnGa-based high-temperature shape memory alloys / S. Yang, Y. Liu, C. Wang, X. Liu // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60. - P. 4255-4267.

137. Wu M. H. Isothermal Ageing of Martensite in a Cu-Zn-Al Shape Memory Alloy / M. H. Wu, C. M. Wayman // Materials Science Forum. - 1990. - Vol. 56-58. -P. 553-558.

138. Influence of Partial Shape Memory Deformation on the Burst Character of Its Recovery in Heated Ni-Fe-Ga-Co Alloy Crystals / V. I. Nikolaev, P. N. Yakushev, G. A. Malygin [et al.] // Technical Physics Letters. - 2016. - Vol. 42, № 4. - P. 399402.

139. The rubber-like behavior of Z2 (trigonal) martensite in Au-49.5 to 50.0 at% Cd alloys / Y. Nakajima, S. Aoki, K. Otsuka, T. Ohba // Materials Letters. - 1994. -Vol. 21, is. 3-4. - P. 271-274.

140. Tsuchiya K. The Mechanism of Rubber-Like Behavior in Cu-Zn-Al Martensite / K. Tsuchiya, K. Marukawa // Journal De Physique IV. - 1995. - Vol. 5. -P. C8-901-C8-905.

141. Effect of Existing Twin Boundaries in Martensite on the Rubeer-Like Behavior and Ageing Effect in Au-Cd Alloys / Y. Murakami, Y. Nakajima, K. Otsuka, T. Ohba // Journal De Physique IV. - 1995. - Vol. 5. - P. C8-1071-C8-1076.

142. Ohba T. Study of rubber-like behavior in a Au-47.5 at% Cd alloy by synchrotron-orbital radiation / T. Ohba, K. Otsuka, S. Sasaki // Materials Science Forum. - 1990. - Vol. 56-58. - P. 317-322.

143. Christian J. W. The theory of transformations in metals and alloys / J. W. Christian // Oxford: Pergamon Press, 1965. - 789 p.

144. Martensite stabilization in shape memory alloys - Experimental evidence for short-range ordering / P. M. Kadletz, P. Krooß, Yu. I. Chumlyakov [et al.] // Materials Letters. - 2015. - Vol. 159. - P. 16-19.

145. Electro-shape-memory effect in ferroelectric martensite / X. Ren, L. X. Zhang // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 438-440. - P. 10711076.

146. Ren X. Universal Symmetry Property of Point Defects in Crystals / X. Ren, K. Otsuka // Physical Review Letters. - 2000. - Vol. 85, № 5. - P. 1016-1019.

147. Otsuka K. Mechanism of martensite aging effect / K. Otsuka, X. Ren // Scripta Materials. - 2004. - Vol. 50. - P. 207-212.

148. Microscopic mechanism of martensitic stabilization in shape-memory alloys: Atomic-level processes / J. Deng, X. Ding, T. Lookman // Physical Review B. - 2010. -Vol. 81. - P. 220101.

149. Ren X. Origin of rubber-like behavior inmetal alloys / X. Ren, K. Otsuka // Letters to nature. - 1997. - Vol. 389. - P. 579-582.

150. Martensite aging effects on the dynamic properties of Au-Cd shape memory alloys: Characteristics and modeling / D. Xue, Y. Zhou, X. Ding [et al.] // Acta Materialia. - 2011. - Vol. 59. - P. 4999-5011.

151. Fatigue properties of a pseudoelastic NiTi alloy: Strain ratcheting and hysteresis under cyclic tensile loading / C. Maletta, E. Sgambitterra, F. Furgiuele [et al.] // International Journal of Fatigue. - 2014. - Vol. 66. - P. 78-85.

152. Дислокационный ансамбль: скалярная плотность дислокаций и ее компоненты / Л.И. Тришкина, Т.В. Черкасова, Н.А. Попова, [и др.]. -Новокузнецк. : Изд. центр СибГИУ, 2019. - 71 с.

153. Thermal and stress-induced martensitic transformations in NiFeGa single crystals under tension and compression / R.F. Hamilton, C. Efstathiou, H. Sehitoglu, Y. Chumlyakov // Scripta Materialia. - 2006. - Vol. 54, is. 3. - P. 465-469.

154. Effect of precipitates on the stress-strain behavior under compression in polycrystalline Ni-Fe-Ga alloys / F. Masdeu, J. Pons, R. Santamarta [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 481-482. - P. 101-104.

155. Effect of у precipitates on thermal and acoustic noises emitted during austenite/martensite transformation in NiFeGaCo single crystals / M. K. Bolgar,

L. Daroczi, L. Z. Toth // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - Vol. 705. - P. 840-848.

156. Ni-Mn-Ga high temperature shape memory alloys: Function stability in в and в + у regions / A. Perez-Checa, J. Feuchtwanger, J. M. Barandiaran, V. A. Chernenko // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 741. - P. 148-154.

157. The effect of stress-induced martensite ageing on the two-way shape memory effect in Ni53Mn25Ga22 single crystals / E. E. Timofeeva, E. Yu. Panchenko, M. V. Pichkaleva [et al.] // Materials Letters. - 2018. - Vol. 228. - P. 490-492.

158. Влияние частичной деформации памяти формы на взрывообразный характер ее восстановления в кристаллах сплава Ni-Fe-Ga-Co при нагреве / В. И. Николаев, П. Н. Якушев, Г. А. Малыгин [и др.] // Письма в журнал технической физики. - 2016. - Т. 42. - Вып. 8. - C. 18-27.

159. Ortin J. Thermodynamic analysis of thermal measurements in thermoelastic martensitic transformations / J. Ortin, A. Planes // Acta Metallurgica. - 1988. - Vol. 36, № 8. - P. 1873-1889.

160. Малыгин Г. А. Размытые мартенситные переходы и пластичность кристаллов с эффектом памяти формы // Успехи физических наук. - 2001. -Т. 171, № 2. - 181-212.

161. Ultrahigh cyclability of a large elastocaloric effect in multiferroic phase-transforming materials / Z. Yang, D. Cong, Y. Yuan [et al.] // Materials Research Letters. - 2019. - Vol. 7. - P. 137-144.

162. Enhanced cyclability of elastocaloric effect in boron-microalloyed Ni-Mn-In magnetic shape memory alloys / Z. Yang, D. Y. Cong, X. M. Sun // Acta Materialia. -2017. - Vol. 127. - P. 33-42.

163. Dar R.D. Grain boundary engineering of Co-Ni-Al, Cu-Zn-Al, and Cu-Al-Ni shape memory alloys by intergranular precipitation of a ductile solid solution phase / R. D. Dar, H. Yan, Y. Chen // Scripta Materialia. - 2016. - Vol. 115. - P. 113-117.

164. The effect of training on two-way shape memory effect of binary NiTi and NiTi based ternary high temperature shape memory alloys / K. C. Atli, I. Karaman,

R. D. Noebe, D. Gaydosh // Materials Science and Engineering A. - 2013. - Vol. 560. -P. 653-666.

165. Work production using the two-way shape memory effect in NiTi and a Ni-rich NiTiHf high-temperature shape memory alloy / K. C. Atli, I. Karaman, R. D. Noebe [et al.] // Smart Materials and Structures. - 2015. - Vol. 24. - P. 125023.

166. Mañosa L. Materials with Giant Mechanocaloric Effects: Cooling by Strength / L. Mañosa, A. Planes // Advanced Materials. - 2017. - Vol. 29. -P. 1603607.

167. Work output of the two-way shape memory effect in Ti50.5Ni24.sPd25 high-temperature shape memory alloy / K. C. Atli, I. Karaman, R. D. Noebe // Scripta Materialia. - 2011. - Vol. 65, is. 10. - P. 903-906.

168. Thermomechanical cycling, two way memory and concomitant effects in Cu-Zn-Al alloys / R. Stalmans, J. V. Humbeeck, L. Delaey // Acta Metallurgica et Materialia. - 1992. - Vol. 40. - P. 501-511.