Исследования фазовых превращений в сплаве Fe-27Ga

   Тетрагональная магнитострикция в поликристаллах Fe-Ga максимальна для составов 19 и 27% Ga. Сплавы с 17-20% Ga хорошо изучены, их структура представлена твердым раствором Ga в α-Fe (A2 фаза), а также D0₃ фазой в случае медленного охлаждения в печи. Подобные сплавы уже нашли практическое применение. Целью настоящей работы было исследование фазовых превращений в литом сплаве состава Fe-27Ga (27,4 ат.%Ga), посредством анализа электронных дифрактограмм, полученных на синхротроне “Diamond” (Великобритания, проф. А. Корсунский). Результаты сопоставлены с аналогичными исследованиями дифракции нейтронов (г.Дубна). В результате анализа была получена следующая последовательность фазовых превращений при нагреве: D0₃ → L1₂ → D0₁₉ → B2 → A2, а при охлаждении: A2 → D0₁₉ (частично) → L1₂. Характеристики данных фаз, участвующих в превращениях приведены ниже:

- A2 (является равновесной фазой в двухфазной области с L1₂ фазой ниже 590^oС) имеет структуру типа α-Fe неупорядоченная, пространственная группа Im3m, a ≈ 2,92 Å  (при 20^oС);

- L1₂ (является равновесной для сплава Fe-27Ga ниже 615^oC) имеет структурный тип интерметаллида Cu₃Au частично упорядоченная, пространственная  группа Pm3m, a ≈ 3,72 Å (при 20^oС);

- D0₁₉ (фаза является равновесной в интервале температур 615-680^oC) имеет структуру типа MgCd₃ пространственная группа P6₃/mmc, a ≈ 5,28 Å, c ≈ 4,28 Å (при 20°С);

- B2 (фаза является равновесной в интервале температур 680-825^oC) имеет структуру типа CsCl частично упорядоченная, пространственная группа Pm3m, a ≈ 2,92 Å (при 20°С);

    В ходе данной работы исследовалась последовательность фазовых превращений в сплаве Fe-27Ga, а также температурные интервалы. Стоит отметить, что более частый температурный шаг при нагреве и охлаждении позволяет точнее проследить температуры начала и конца фазовых превращений, в сравнении с результатами нейтронографии. Было также выявлено, что от 662^oC начинает появляться В2 фаза, характерный пик которой (110). Данный факт свидетельствует о том, что при помощи синхротронного излучения удалось идентифицировать B2 фазу, идентификация которой становилась проблемной при нейтронной дифракции. Анализируя этот факт, можно сделать вывод о том, что превращение D0₁₉→A2 сопровождается двумя промежуточными превращениями через частично упорядоченную B2 фазу.

                                                               
 

                                              Рисунок 1- Пример дифрактограммы с обозначенными позициями пиков.

  Научный руководитель- д.ф.-м.н., проф. Головин И.С., консультант  д.ф.-м.н., проф. А.М. Балагуров.