Influencia del carbono en la transformación martensítica de una aleación Heusler Ni-Mn-In

Abstract

"Se estudió el efecto de la adición del carbono en la aleación Ni50Mn35In15, los porcentajes atómicos añadidos fueron 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0 %. Las aleaciones se sintetizaron a partir de elementos de alta pureza, por fusión en arco eléctrico con una atmósfera inerte de Ar. Las aleaciones se caracterizaron por calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X, microscopía óptica y microscopia electrónica de barrido; además, se realizaron mediciones de dureza y de cambio de temperatura adiabático. Se encontró que, las temperaturas de transformación martensítica de la aleación disminuyen al adicionar carbono, aproximadamente 40 K para la aleación con 1% at. C. Como consecuencia de este decremento la entalpía y entropía de transformación también disminuyen. La estructura cristalina encontrada a temperatura ambiente para la aleación sin carbono corresponde a una martensita monoclínica con modulación 6M. Para las aleaciones con 0.5 y 1.0 % at. C. hay una mezcla de martensita y austenita. La austenita presenta orden químico y su estructura fue identificada como estructura Heusler del tipo L21. La dureza de la aleación Ni50Mn35In15 fue de 274 HV y aumentó de manera lineal hasta un 10% en la aleación con mayor contenido de carbono (1% at. C.). Se realizó un estudio del efecto elastocalórico en dos aleaciones, una sin carbono y otra con 1 % at. El valor máximo del cambio de temperatura adiabático inducido con esfuerzo uniaxial fue de -3.3 K a Δσ = -80 MPa para la aleación ternaria y -5.2 K a Δσ = -170 MPa para la aleación (Ni50Mn35In15)99C."

"The effect of the addition of C in de Ni50Mn35In15 alloy was studied, the atomic percentages added were 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0%. The alloys were synthesized from high purity elements by fusion in arc furnace under inert Ar atmosphere. The alloys were characterized by differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy; in addition, measurements of hardness and of the adiabatic temperature change were performed. It was found that martensitic transformation temperatures decrease by adding carbon to the alloy, about 40 K for the alloy with 1 at. % C. As a result of this, a decrease the enthalpy and entropy of transformation also decreased. Crystalline structure found at room temperature for the C-free alloy corresponds to a monoclinic six-layered (6M). With increasing C content, the alloys show a mix of martensite and austenite. The austenite phase presented an Heusler structure which corresponds to a cubic L21 type. The hardness of the Ni50Mn35In15 alloy was 274 HV and increased linearly up to 10% in the alloy with the highest carbon content (1 at. % C). Elastocaloric effect measurements were carried out in two alloys, with and without carbon content. The maximum value of the adiabatic temperature change induced with uniaxial stress was -3.3 K to Δσ = -80 MPa for the ternary alloy, and -5.2 K to Δσ = -170 MPa for the alloy (Ni50Mn35In15)99C."