Structural-Phase Сhanges During the D1a→A1 Phase Transition in the Ni4Mo Alloy

УДК 621.317.373

  • A.A. Klopotov Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia) Email: klopotovaa@tsuab.ru
  • Yu.A. Abzaev Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia) Email: abzaev2010@yandex.ru
  • L.I. Trishkina Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia) Email: trishkina.53@mail.ru
  • T.V. Cherkasova Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia) Email: cherkasova_tv@mail.tu
  • A.I. Potekaev National Research Tomsk State University (Tomsk, Russia) Email: potekaev@spti.tsu.ru
Keywords: alloys Ni4Mo, superstructure D1a, order-disor-der phase transition, heat capacity

Abstract

The results of studying the structural and thermal effects in the region of the D1a→A1 order-disorder phase transition in the Ni4Mo alloy are presented. It is found that the D1a→A1 transition occurs in a narrow temperature range of 16 °C while the long-range order parameter п in this range decreases from 1 to 0.85 and, upon reaching ТК, decreases abruptly to 0. Studying the thermal effects allows obtaining the temperature dependence of the specific heat Ср(Т) is obtained and determination of the enthalpy and entropy of the D1a→A1 order-disorder phase transition in the Ni4Mo alloy. It is found that the main contribution to the entropy of transformation is configurational. The nonconfiguration contribution is not large and contributes to the ordering processes. It is established that the beginning of the deviation on the temperature dependence of Cp(T) from the linear one correlates with the beginning of the formation of the two-phase state D1a +A1 and the beginning of a decrease in the atomic long-range order in the D1a. Based on calculations based on the first a principles of thermodynamic parameters of compounds, the enthalpy of formation in the Ni-Mo system is obtained. It is found that the most stable compound in this system is Ni3Mo. Theoretical calculations of the compound formation enthalpy give a value of -8.3 kJ/mol.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

A.A. Klopotov, Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры прикладной механики и материаловедения

Yu.A. Abzaev, Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры высшей математики

L.I. Trishkina, Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia)

доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры физики, химии и теоретической механики

T.V. Cherkasova, Tomsk State University of Architecture and Building (Tomsk, Russia)

доктор физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, химии и теоретической механики

A.I. Potekaev, National Research Tomsk State University (Tomsk, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры общей и экспериментальной физики

References

Симс Ч.Т. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Кн. 1. М., 1995.

Cheng X.Y., Wan X.J. The effect of ordering on the environmental embrittlement of Ni4Mo alloy // Scripta Materialia. 2002. Vol. 46. № 6.

Genc А., Ovecoglu M.L., Baydogan M., Turan S. Fabrication and characterization of Ni-W solid solution alloys via mechanical alloying and pressureless sintering // Materials and Design. 2012. Vol. 42.

Козлов Э.В., Клопотов А.А., Потекаев А.И. и др. Рентгеноструктурные исследования изменения атомного дальнего порядка в сплаве Ni4Mo со сверхструктурой Dla // Наноматериалы и нанотехнологи : VI Междунар. конф. Улан-Удэ, 2016.

Федорищева М.В., Клопотов А.А., Потекаев А.И. и др. Особенности фазового перехода порядок — беспорядок в упорядочивающихся сплавах Ni4Mo и Ni4W со сверхструктурой D1a. // Упорядочение в минералах и сплавах ОМА-20 : ХХ Междунар. симпозиум. Ростов н/Д, 2017.

Fedorischeva M.V., Klopotov A.A., Potekaev A.I. et al. Features of the Order-Disorder Phase Transition during the Ordering of Ni4Mo and Ni4W Alloys with D1a Superstructure. Bulletin of the Russian Academy of Sciences // Physics. 2018. Vol. 82. № 7.

Kingetsu T., Yamamoto M. Nenno S. Orientation dependence of surface energy change on ordering in Ni4Mo alloy // Surface Science Letters. 1984. Vol. 146. № 1-2.

Yamamoto M., Seidman D.N. The quantitative compositional analysis and field-evaporation behavior of ordered Ni4Mo on an atomic plane-by-plane basis: An atom-probe field-ion microscope study // Surface Science, 1983. Vol. 129. № 1-2.

Козлов Э.В., Пушкарева Г.В., Кушнаренко В.М., Конева Н.А. Исследование роста антифазных доменов в сплаве Ni4Mo // Известия вузов. Физика. 1977. № 1.

Матвеева Н.М., Козлов Э.В. Упорядоченные фазы в металлических системах. М., 1989.

Диаграммы состояния двойных металлических систем / под ред. Н.П. Лякишева. М., 1996-2000. Т. 1-3.

Миркин Л.М. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М., 1961.

Ягфаров М.Ш. Новый метод измерения теплоемкостей и тепловых эффектов // Журнал физической химии. 1969. Вып. 6.

Черепнин В.Т. Экспериментальная техника в физическом металловедении. Киев, 1968.

Кристаллография. Открытая база данных // Сайт «Crystallography Open Database». URL: http://www. crystallography.net/cod/ (дата обращения 15.10.2021).

Clark S.J., Segall M.D., Pickardand C.J. et al. First principles methods using CASTEP. ZeitschriftfuerKristallo-graphie. 2005. Vol. 220 (5-6).

Универсальные дескрипторы фрагментов для прогнозирования свойств неорганических кристаллов // Сайт «AFLOW Automatic — FLOW for Material Discovery». URL: http://aflowlib.org/aflow-ml/ (дата обращения 15.10.2021).

Rechinger W.A. A Correction for α1,α2 Doublet in the Measurement of Widths of X-Ray Diffraction Lines. //J. Scient. Instr. 1948. Vol. 25.

Harker D. The Cristal Structure of Ni4Mo // The J. of the Chem. Phys. 1944. Vol. 12. № 7.

Ролов Б.Н. Размытые фазовые переходы. Рига, 1972.

Hoch M., Vernardakis T. Specific Heat and Thermal Expansion of Solids at High Temperature // Scri. Met. 1975. Vol. 9.

Резницкий Л.А. Калориметрия твердого тела. М., 1981.

Hoffman J.A., Paskin A., Tauer K.J., Weise R.J. Analysis of Ferromagnetic and Antiferromagnetic Second-Order Transitions // J. Phys. Chem. Sol. 1956. Vol. 1. № 1.

Свеллин Р.А. Термодинамика твердого состояния. М., 1968.

Таблицы физических величин. Справочник. М., 1976.

Клопотов А.А., Тайлашев А.С., Попов С.Н. и др. Тепловые эффекты превращений В2-А1 в сплаве CuPd // Известия вузов. Физика. 1993. № 2.

Смирнов А.А. Молекулярно-кинетическая теория металлов. М., 1966.

Кривоглаз М.А. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов. М., 1967.

Zhou S.H., Wang Y., Jiang C., Zhu J.Z., Chen L.-Q., Liu Z.-K. First-principles calculations and thermodynamic modeling of the Ni-Mo system // Materials Science and Engineering A. 2005. Vol. 397.

Published
2022-03-18
How to Cite
Klopotov A., Abzaev Y., Trishkina L., Cherkasova T., Potekaev A. Structural-Phase Сhanges During the D1a→A1 Phase Transition in the Ni4Mo Alloy // Izvestiya of Altai State University, 2022, № 1(123). P. 36-43 DOI: 10.14258/izvasu(2022)1-05. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-05.