Efecto de un cuarto elemento sobre la histéresis de la transformación martensítica de una aleación Ni-Mn-Ti

Abstract

"Se elaboraron aleaciones Ni-Mn-Ti, mediante fusión en horno de arco, con el fin de encontrar composiciones para una aleación monofásica; de las cuales la que básicamente presentó una fase fue Ni47Mn43Ti10. A partir de esta composición se elaboraron aleaciones cuaternarias sustituyendo 2 % at. de Ni por elementos del bloque p (Al, Ga, In y Sn) para estudiar el efecto en la histéresis y en los intervalos de transformación. Las aleaciones Ni45Mn43Ti10X2 fueron caracterizadas mediante microscopía óptica y electrónica para estudiar su microestructura; difracción de rayos X para caracterización estructural, espectroscopía de energía dispersiva (EDS) para el análisis químico elemental; y finalmente, calorimetría diferencial de barrido para determinar las temperaturas características de la transformación martensítica. Se encontró que la adición de un cuarto elemento no incrementó la cantidad de precipitados de segunda fase ni generó una tercera. En los 4 casos, la adición del cuarto elemento provocó una reducción de la histéresis térmica en comparación con la aleación ternaria; la aleación con Ga presentó la histéresis menor, con una reducción de 11 K. Respecto a los intervalos de temperatura de transformación, en general disminuyeron con la adición del cuarto elemento, excepto con el Al. Finalmente, las cuatro temperaturas características de transformación disminuyeron con la adición del cuarto elemento, en este caso, la aleación con Sn fue la que tuvo el mayor desplazamiento con 174 K en Ms."

"Ni-Mn-Ti alloys were synthesized in an arc melting furnace to find a chemical composition leading to a single-phase alloy. From those alloys, Ni47Mn43Ti10 showed essentially a single phase. Quaternary alloys were elaborated using the composition of single phase alloy and adding 2 at.% of one of four elements from p-block (Al, Ga, In and Sn), to study the effect on the thermal hysteresis and the transformation intervals. Ni45Mn43Ti10X2 alloys were characterized by optical and electronic microscopy to study the alloy microstructure, X-ray diffraction to study the structure, energy dispersive spectroscopy to obtain the chemical composition, and differential scanning calorimetry to find the characteristic temperatures of martensitic transformation. Results demonstrate that the fourth element addition does not increase the amount of second-phase precipitates or a third-phase precipitation. Moreover, this addition produces a hysteresis reduction of martensitic transformation with any of the fourth elements; a remarkable reduction of 11 K was obtained with Ga. Regarding the transformation temperature intervals, a decrease was observed with the addition of the fourth element, except for Al. Finally, the addition of the fourth element resulted in a decrease of characteristic transformation temperatures, and the principal reduction was observed in the alloy with Sn, about 174 K for MS temperature."