Thermoelastic Behaviour, Hysteresis, and Dissipative Forces in Thermodynamics of Martensitic Transformations

Abstract

In the present article, a set of thermodynamic problems of the temperature-induced thermoelastic martensitic transformation is discussed. It is shown that the constitutive thermodynamic force balance equations describing the temperature dependence of martensite volume fraction on the global hysteresis cycle can be directly derived from the energy conservation law where the additional irreversible work is taken into account. Resulting force balance occurs between the classical ('chemical') driving force, on the one hand, and the so-called nonchemical forces representing the elastic, interfacial and other energy contributions, on the other hand. The procedure of finding the nonchemical contributions from the calorimetric experiments is developed and applied to the analysis of DSC measurements for the CuZnAl and CuAlNi shape-memory alloys. Finally, the problem of thermoelastic martensitic transformation is discussed on the basis of the microscopic theoretical approach.В даній роботі обговорюється ряд проблем термодинаміки термічно інду-кованих термопружніх мартенситних перетворень. Показано, що основна система рівнянь балансу термодинамічних сил, що описує температурну залежність об'ємної частки мартенситу, може бути одержана безпосеред-ньо із закону збереження енергії, де додатково враховано ефекти необоро-тньої роботи проти внутрішніх дисипативних сил. Загальний баланс тер-модинамічних сил відбувається між класичними («хімічними») рушій-ними силами, з одного боку, та так званими нехімічними силами, обумо-вленими пружніми, міжфазними й іншими енергетичними внесками, з іншого. Розроблено процедуру визначення таких нехімічних внесків на основі калориметричних експериментів, яку застосовано для аналізи ка-лориметричних даних в стопах з ефектом пам'яті форми CuZnAl та CuAlNi. Насамкінець, проблеми термопружніх мартенситних перетво-рень обговорюються на основі мікроскопічного теоретичного підходу. В данной работе обсуждается ряд проблем термодинамики термически

Kinetics of Formation of Martensitic Crystals in Iron-Based Alloys

“…The theory of martensitic transformations continues to develop in recent years, see e.g. works [7][8][9][10], however, the effect of internal stresses on the kinetics of the formation of martensite crystals has not been sufficiently studied. Consequently, the issues of describing the martensitic transformation of austenite taking into account the effect of internal stresses are relevant.…”