Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2445/35503
Title: Estudi de la influència de l'estat d'ordre atòmic en les transicions martensítiques
Author: Castán i Vidal, Maria Teresa
Director: Planes Vila, Antoni
Keywords: Transformació martensítica (TM)
Estructura reticular b-c-c
Aliatges metàl.lics
Issue Date: 9-Apr-1987
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [cat] Els sistemes objecte d'estudi en aquest treball són aliatges metàl·lics d'estructura reticular b.c.c. els quals, a baixes temperatures, experimenten una transició de fase estructural de tipus martensític (bàsicament descrita per una deformació de cisallament). Particularment interessants, entre d'altres, són els aliatges: Cu-Zn, Cu-Zn-Al, Ag-Zn, Cu-AI-Ni, ... , a causa de les propietats termomecàniques que posen de manifest i que els fan de gran utilitat en aplicacions tecnològiques (robòtica, aplicacions mèdiques... ) [1]: efecte de memòria de forma i pseudoelasticitat. Aquestes propietats tenen el seu origen en la pròpia transformació martensítica (TM) termoelàstica que experimenten aquests aliatges per sota de la temperatura M(s). A més a més, aquests sistemes (aliatges amb efecte de memòria de forma) experimenten una transició ordre-desordre a una temperatura (Tc) normalment molt més alta que M(s). Per sota de Tc presenten estructures d'ordenació B(2), D0(3) o Heusler. Partint de l'evidència experimental que posa de manifest la forta influència que l'estat d'ordre atòmic de la fase d'alta temperatura [(T)Ms, o fase-beta] té sobre les característiques de la TM [2,3], en aquest treball ens proposem desenvolupar els models pertinents quc permetin de quantificar aquest problema. així com l'associat als efectes d'envelliment observats i que es relacionen amb canvis d'ordre. En el desenvolupament del treball, primerament es fa una revisió de les característiques generals bàsiques de les TM, així com dels principals models utilitzats en l'estudi de transicions de fase i que són emprats al llarg del treball. A fi de dur a terme la quantificació esmentada, es fa indispensable una caractcrització prèvia de l'estat d'ordenació atòmic de la fase-beta. Per fer-ho hem desenvolupat un model termodinàmic en l'aproximació de Bragg-Williams per al cas d'aliatges ternaris que presenten estructures d'ordenació DO(3) (a baixes temperatures) i B(2) (a temperatures intermitges). La seva aplicació al sistema Cu-Zn-Al ens permet avaluar les energies d'ordenació tant per a parelles de primers com de segons veïns. A continuació introduïm un model termodinàmic per a l'estudi concret del nostre problema que ens permet tractar sistemes que experimenten transicions de fase de primer i de segon ordre, amb interacció entre les corresponents formes d'ordenació. Aquesta interacció s'ha introduït a través d'un terme d'acoblament biquadràtic entre els paràmetres d'ordre que descriuen respectivamente les dues transicions de fase. Quan l'apliquem a l'estudi de l'efecte del grau d'ordre atòmic en sistemes que experimenten TM termoelàstiques (aliatges amb efecte de memòria de forma) i transicions ordre-desordre, el model prediu una variació lineal de la constant elàstica C' =(C(11) - C(12))/2 (rellevant del nostre problema) de la fase-beta i el quadrat del paràmetre d'ordre de llarg abast del sistema. Aquest canvi en C' determina els canvis en les característiques termodinàmiques de la TM (T(0), - Delta - H(B->H)). Aquest comportament ha estat justificat comparant els resultats teòrics amb les dades experimentals disponibles per a l'aliatge Cu-Zn-Al. Posteriorment, hem generalitzat el model anterior per poder tractar sistemes no homogenis i s'ha estudiat, a partir d'un formalisme de Fokker-Planck, com evoluciona, a temperatura constant Tf en fase-beta, la constant elàstica C' durant un procés d'ordenació atòmic que segueix un refredament ràpid des de Ti < Tc. Dins de l'aproximació lineal, el resultat és coherent amb les dades experimentals [4]. Atès el caràcter fenomenològic de l'aproximació utilitzada, que no permet d'extreure una conclusió definitiva en termes físics, pensem que fóra interessant de dur a terme un estudi a nivell microscòpic per assegurar la validesa de la funcionalitat proposada. Per fer-ho s'ha posat a punt un programa de simulació numèrica pel mètode de Monte CarIo per calcular constants elàstiques en sistemes binaris AB que presenten una estructura reticular de tipus b.c.c. Els paràmetres del potencial per a les diferentes interaccions que s'han de considerar AA, BB i AB s'han obtingut mitjançant ajustos a T =OK, de dades conegudes de la constant elàstica C' a T =T(amb) en funció de la composició [5]. No obstant, posteriorment comprovem que aquest comportament es conserva a temperatura finita, quan C' es calcula numèricament pel mètode de Monte Carlo. Finalment, hem calculat a Tf= OK, C' en sistemes parcials o totalment desordenats (després d'un refredament ràpid des de Ti a Tf = OK). Les configuracions corresponents a diferents graus d'ordenació s'han obtingut per la simulació numèrica d'un model d'lsing utilitzant el mètode de Monte Cario. Els resultats que obtenim justifiquen en forma molt satisfactòria la funcionalitat lineal entre C' i el quadrat del paràmetre d'ordre de llarg abast [6] proposada en el marc d'una aproximación de camp mig [7]. REFERÈNCIES 1. L. Delaey, R. V. Krishnam, H. Tas i H. Warlimont, J. Mater. Sci. 9 (1974) 1521. 2. R. Rapacioli i M. Ahlers, Acta Met. 27 (1979) 777. 3. A. Planes, J.L. Macqueron, M. Morin i G. Guénin, Mater. Sci. Engng. 50 (1981) 53. 4. T. Castan i A. Planes, Phil. Mag. A (en premsa). 5. T. Castan i A. Planes, enviat a J. Phys. F. 6. T. Castan i A. Planes, Phase Transformations-87, The Institut of Metals (1987). En premsa. 7. A. Planes, J. Viñals i V. Torra, Phil. Mag. A48 (1983) 501.
URI: http://hdl.handle.net/2445/35503
ISBN: 9788469322765
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Departament - Estructura i Constituents de la Matèria

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
01.MTCV_1de3.pdf9.45 MBAdobe PDFView/Open
02.MTCV_2de3.pdf10.11 MBAdobe PDFView/Open
03.MTCV_3de3.pdf5.89 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.