Predictive Equations for Martensitic and Antiferromagnetic Transformations in Fe–Mn–Al–Si Alloys

Abstract

The ε-martensite start temperature (M _s) and the Neel antiferromagnetic transition temperature (T _N) of polycrystalline Fe–Mn–Al–Si alloys containing 30 or 35wt% Mn, with additions of 1–7 wt% Al and 1–4 wt% Si, have been determined by electrical resistivity measurements, in combination with lattice parameter changes and thermogravimetric analyses in an applied magnetic field. The compositional dependence of M _s and T _N is expressed in terms of linear equations fitted to the experimental results. The derived compositional dependence of M _s and T _N is used to predict possible shape memory alloys and to resolve discrepancies concerning the maximum Mn concentration at which the ε-martensite transformation can occur in binary Fe–Mn alloys, based on the suppression of this process by antiferromagnetic ordering. © 1997 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd

Résumé

On a déterminé la température M _s de la martensite-ε et la température de transition antiferromagnétique Neel (T _N) des alliages polycristallins Fe–Mn–Al–Si contenant 30 ou 35% en poids de Mn, avec additions de 1–7% en poids d'Al et 1–4% en poids de Si. Les techniques utilisées incluaient des mesures de résistivité électrique en combinaison avec les changements de paramètre du réseau et des analyses thermogravimétriques dans un champ magnétique applique. La dépendance sur la composition de M _s et de T _N est experimée en termes d'équations linéaires ajustées aux résultats expérimenteax. On utilise cette dépendance sur la composition dérivée de M _s et de T _N pour prédire les alliages possibles à mémoire de forme. On l'utilse aussi pour résoudre les ecarts concernant la concentration maximum de Mn à laquelle la transformation martensitique-ε peut se produire dans les alliages binaires Fe–Mn, en se basant sur la suppression de ce procédé par arrangement antiferromagnétique.