Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 20, Issue 6, June 1972, Pages 779-786
Acta Metallurgica

Growth path of a martensitic particleCroissance d'une particule martensitiqueDas Wachstum martensitischer teilchen

https://doi.org/10.1016/0001-6160(72)90125-3Get rights and content

Abstract

The growth path of a preexisting martensitic embryo is analyzed in terms of its radial-growth and thickening kinetics. For embryo sizes near the free-energy saddle point, radial growth is favored over thickening in the start-up process, but the thickening rate soon accelerates to establish a steadystate thickness-to-radius ratio. The kinetics of these processes have been calculated, based on the transformational stresses and dislocation dynamics involved at typical transformation temperatures. Some continued thickening and a decreasing rate occurs after the radial growth is stopped by an obstacle; the resulting aspect ratio of a fully-grown martensitic plate can be computed from these considerations.

Résumé

La croissance d'un germe de martensite préexistant est étudiée à l'aide de ses cinétiques de croissance radiale et d'épaississement. Pour les tailles de germes voisines de la position col de l'énergie libre, la croissance radiale est favorisée par rapport à l'augmentation d'épaisseur dans le processus de départ, mais la vitesse d'épaississement accélère bientôt jusqu'à établissement d'un équilibre épaisseur/rayon. Les cinétiques de ces processus ont été calculées à partir des contraintes de transformation et de la dynamique des dislocations prises à des températures de transformation typiques. Quand la croissance radiale est arrêtée par un obstacle, il se produit un épaississement continu, de vitesse décroissante; le rapport d'aspect résultant pour une plaquette de martensite complètement développée peut être calculé à partir de ces considérations.

Zusammenfassung

Das Wachstum vorgegebener martensitischer Keime wird in Hinsicht auf die Radialwachstumsund Dickenwachstumskinetik analysiert. Bei Keimgröben in der Nähe des Sattelpunktes der freien Energie ist zunächst radiales Wachstum gegenüber dem Dickenwachstum begünstigt; jedoch nimmt die Geschwindigkeit des Dickenwachstums bald zu, so dab sich ein stationäres Verhältnis von Dicke zu Radius einstellt. Die Kinetik dieser Prozesse wurde auf der Grundlage der Umwandlungsspannungen und der bei typischen Umwandlungstemperaturen auftretenden Versetzungsdynamik berechnet. Etwas Dickenwachstum mit verminderter Wachstumsgeschwindigkeit findet auch dann noch statt, wenn das Radialwachstum durch ein Hindernis gestoppt wurde. Diese Untersuchungen erlauben die Berechnung des resultierenden Verhältnisses von Dicke zu Radius einer ausgewachsenen Martensitplatte.

References (8)

  • L. Kaufman et al.

    Prog. Metal Phys.

    (1958)
  • V. Raghavan et al.

    Acta Met.

    (1972)
  • M. Cohen

    Trans. Am. Inst. Min. (metall.) Engrs

    (1958)
  • H. Knapp et al.

    Acta Met.

    (1956)
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Cited by (23)

  • Effect of temperature and texture on the reorientation of martensite variants in NiTi shape memory alloys

    2017, Acta Materialia
    Citation Excerpt :

    It is also worth mentioning that the product σplateau × εrec = τ × γ13, which is the energy per unit volume required to reorient martensite, is independent of the Taylor factor and therefore independent of texture, as shown in Fig. 6c. Assuming that the ratio t/r of fully-grown reoriented domains is independent of temperature and has a value in the range [0.01–0.04] [91], Eq. (10) shows that the temperature dependence of the interaction energy per unit volume can only result from the evolution of the elastic moduli (μ and ν) and the evolution of the monoclinic angle β with temperature. Using ultrasonic measurements, Brill et al. [93] have measured the temperature dependence of the Poisson’s ratio and elastic shear modulus μ in Ni50.5Ti49.5 single crystal which transformed into a self-accommodated microstructure upon cooling.

  • New directions in martensite theory

    1999, Materials Science and Engineering: A
  • Computer simulation of martensitic microstructures

    1990, Scripta Metallurgica et Materiala
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This research is part of a program sponsored at the Massachusetts Institute of Technology by the National Science Foundation under Grant GK26631 and by the Office of Naval Research under Contract No. N00014-67-A-0204-0027, NR 031-142.

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