Аномальный гистерезис ε-фазы высокого давления в нанокристаллических сплавах Fe–Mn, полученных методом интенсивной пластической деформации

Abstract

Рассмотрено влияние сегрегации Mn на стабилизацию ε-фазы в нанокристаллических (НК) сплавах на основе FeMn, полученных путем интенсивной пластической деформации (ИПД) при помощи высокого гидростатического давления. Такая НК-структура, сформированная при ИПД, приводит к более широкому барическому гистерезису α/γ/ε-превращений в исследуемых материалах. Установлено, что сегрегация марганца из тела зерна ε-фазы на межзеренную границу, имеющая место в данных экспериментах, приводит к появлению внутренних напряжений, сравнимых по величине с внешним гидростатическим давлением и направленных внутрь зерна. Это подавляет обратный Pε→γ-переход и может быть одной из причин стабилизации фазы высокого давления при нормальных условиях. Показано, что обратный переход ε → γ при отжиге при температуре выше 520 K может быть вызван десегрегацией марганца из границ нанозерен в тело зерна.

The influence of Mn segregation on the stabilization of ε-phase in FeMn-based nanocrystalline (NC) alloys obtained by severe plastic deformation (SPD) under high hydrostatic pressure has been considered. Such a NC-structure formed under SPD makes hysteresis of baric α/γ/ε-transformations in the investigated materials broader. It is established that segregation of Mn from the bulk of ε-phase grain to intergranular boundary, proceeding in these experiments, gives rise to compressive internal stresses, which are comparable in value with the external hydrostatic pressure and directed inward the nanograin. This inhibits the inverse transition Pε→γ and can be one of the reasons of highpressure phase stabilization under normal conditions. It is shown that the inverse transformation ε → γ in annealing with a temperature higher than 520 K can be caused by desegregation of Mn from the nanograin boundaries into grain bulk.