Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C

Volkov, A. Yu.; Podgorbunskaya, P. O.; Valiullin, A. I.; Kruglikov, N. A.

doi:10.31857/S0002337X23060064

PII

10.31857/S0002337X23060064-1

DOI

10.31857/S0002337X23060064

Publication type

Status

Published

Authors

A. Yu. Volkov

Affiliation: Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

P. O. Podgorbunskaya

Affiliation: M.N. Miheev Institute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

A. I. Valiullin

Affiliation: M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

N. A. Kruglikov

Affiliation: Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Volume/ Edition

Volume 59 / Issue number 6

Pages

589-596

Abstract

We have studied the kinetics of the disorder → order (A1 → L10) transformation in Cu–56Au nonstoichiometric alloy at a temperature of 250°C. The disordered initial state of the alloy was produced by either quenching of samples from a high temperature or plastic deformation. The results demonstrate that the rate of atomic ordering in the quenched alloy is extremely low: the transformation needs approximately two months of annealing at a temperature of 250°C to reach completion. The rate of atomic ordering in predeformed samples is even lower. In both an as-quenched and an ordered state, the lattice parameters of the alloy under investigation slightly exceed those of the equiatomic alloy. Independent of the initial state of samples, their microhardness first rises in the course of atomic ordering and then falls off. The resistivity of Cu–56Au alloy in a well-ordered state has been shown for the first time to be ρ = 7.04 × 10–8 Ω m, which is far lower than was thought previously. The data we obtained have been used to assess the ratio of the phases present (order/disorder) in different stages of annealing.

Keywords

система Cu–Au фазовые превращения атомное упорядочение удельное электросопротивление микротвердость

Date of publication

14.09.2025

Year of publication

2025

Number of purchasers

Views

References

1. Kurnakov N., Zemczuzny S., Zasedatelev M. Transformations in Alloys of Gold with Copper // J. Inst. Met. 1916. V. 15. P. 305–331.
2. Jogansson C.H., Linde J.O. Rongenographishe und Elecrtiche Untersuchungen der CuAu – Systems // Ann. Phys. 1936. V. 25. P. 1–48.
3. Столофф Н.С., Дэвис Р.Г. Механические свойства упорядочивающихся сплавов; Пер. с англ. Вульф Л.Б. / Под ред. Курдюмова В.Г. М.: Металлургия, 1969. 113 с.
4. Garcia-Gonzalez M., van Petegem S., Baluc N., Dupraz M., Honkimaki V., Lalire F., van Swygenhoven H. Influence of Thermo-Mechanical History on the Ordering Kinetics in 18 Carat Au Alloys // Acta Mater. 2020. V. 191. P. 186–197. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.032
5. Antonova O.V., Volkov A.Yu. Changes of Microstructure and Electrical Resistivity of Ordered Cu-40Pd (at. %) Alloy under Severe Plastic Deformation // Intermetallics. 2012. V. 21. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2011.09.004
6. Glezer A.M., Timshin I.A., Shchetinin I.V., Gorshenkov M.V., Sundeev R.V., Ezhova A.G. Unusual Behavior of Long-Range Order Parameter in Fe3Al Superstructure under Severe Plastic Deformation in Bridgman Anvils // J. Alloys Compd. 2018. V. 744. P. 791–796. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.124
7. Иевлев В.М., Донцов А.И., Канныкин С.В., Прижимов А.С., Солнцев К.А., Рошан Н.Р., Горбунов С.В. Коэффициент термического расширения твердого раствора Pd–Cu // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1294–1297. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120064
8. Новикова О.С., Лавринова К.О., Костина А.Е., Кругликов Н.А., Елохина Н.В., Волков А.Ю. Использование резистометрии для определения температурно-концентрационной границы фазового превращения L12 → A1 в сплавах Cu–Pd // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 2. С. 133–143. https://doi.org/10.1134/S0002337X1902009X
9. Федоров П.П., Волков С.Н. Фазовая диаграмма системы Au–Cu // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 6. С. 809–812. https://doi.org/10.7868/S0044457X16060064
10. Федоров П.П., Шубин Ю.В., Чернова Е.В. Фазовая диаграмма системы медь-палладий // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 794–797. https://doi.org/10.31857/S0044457X21050056
11. Volkov A.Yu., Antonova O.V., Glukhov A.V., Komkova D.A., Antonov B.D., Kostina A.E., Livinets A.A., Generalova K.N. Features of the Disorder-Order Phase Transition in non-Stoichoimetric Cu–56 at. % Au Alloy // J. Alloys Compd. 2021. V. 891. P. 161938. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161938
12. Малышев В.М., Румянцев Д.В. Золото. М.: Металлургия, 1979. 288 с.
13. Гринберг Б.А., Сюткина В.И. Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. М.: Металлургия, 1985. 175 с.
14. Генералова К.Н., Глухов А.В., Волков А.Ю. Рентгеноструктурный анализ кинетики атомного упорядочения по типу L10 в нестехиометрическом золото-медном сплаве // Вестн. Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20. С. 75–85. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2018.2.09
15. Tanaka S., Kanzava Y. Ageing Characteristics of Cu–Pd–Ag Alloys // J. Jpn. Inst. Met. Meter. 1980. V. 44. № 9. P. 973–979. https://doi.org/10.2320/jinstmet1952.44.9_973
16. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 271 с. 1. 17.
17. Malis O., Ludwig K.F. Kinetics of Phase Transitions in Equiatomic CuAu // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 1999. V. 60. № 21. P. 14675–14682.
18. Волков А.Ю., Антонов Б.Д., Пацелов А.М. Влияние внешних воздействий на доменную структуру эквиатомного сплава CuAu // ФММ. 2010. Т. 110. № 3. С. 264–274.
19. Syutkina V.I., Yakovleva E.S. The Mechanism of Deformation of the Ordered CuAu Alloy // Phys. Status Solidi. 1967. V. 21. № 2. P. 465–480.
20. Cahn R.W. Recovery, Strain-Age-Hardening and Recrystallization in Deformed Intermetallics // High Temperature Aluminides and Intermetallics / Eds. Whang S.H. et al. N.Y.: Miner. Met. Mater. Soc. 1990. P. 245–270.
21. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 359 с.
22. Смирнов А.А. Теория электросопротивления сплавов. Киев: АН УССР, 1960. 223 с.
23. Possiter P.L. Long-Range Order and the Electrical Resistivity // J. Phys. F: Met. Phys. 1980. V. 10. № 7. P. 1465–1495. https://doi.org/10.1088/0305-4608/10/7/014
24. Mitsui K. Change in Electrical Resistivity during Continuous Heating of Cu3Pd Alloys Quenched from Various Temperatures // Philos. Mag. B. 2001. V. 81. № 4. P. 433–449. https://doi.org/10.1080/13642810110035537
25. Wang Y., Jiang D., Yu W., Huang S., Wu D., Xu Y., Yang X. Short-Range Ordering in a Commercial Ni–Cr–Al–Fe Precision Resistance Alloy // Mater. Des. 2019. V. 181. P. 107981. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107981
26. Костина А.Е., Новикова О.С., Глухов А.В., Антонов Б.Д., Волков А.Ю. Формирование ближнего атомного порядка в сплавах Cu-Pd с малым содержанием палладия: резистометрическое исследование // ФММ. 2022. Т. 123. № 1. С. 40–46. https://doi.org/10.31857/S0015323022010089
27. Kim M.J., Flanagan W.F. The Effect of Plastic Deformation on the Resistivity and Hall Effect of Copper-Palladium and Gold-Palladium Alloys // Acta Metall. 1967. V. 15. P. 735–745.
28. Буйнов Н.Н. Рентгенографическое исследование упорядочения в сплаве AuCu // ЖЭТФ. 1947. № 1. С. 41–46.
29. Volkov A.Yu., Novikova O.S., Antonov B.D. The Kinetics of Ordering in an CuPd Alloy: A Resistometric Study // J. Alloys Compd. 2013. V. 581. P. 625–631. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.132
30. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах; Пер. с англ. Беленького А.Я. и Темкина Д.Е. М.: Мир, 1978. Т. 1. 806 с.
31. Балина Е.А., Гельд П.В., Андреева Л.П., Зеленин Л.П. Кинетика процессов упорядочения и разупорядочения двойных сплавов Cu-Pd // ФММ. 1990. № 12. С. 144–148.
32. Kuczynski G.C., Hochman R.E., Doyama M. Study of the Kinetics of Ordering in the Alloy CuAu // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. № 7. P. 871–878. https://doi.org/10.1063/1.1722112

GOST	Kruglikov N., Podgorbunskaya P., Valiullin A., Volkov A. Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C // Inorganic Materials. – 2023. – V. 59. – Issue number 6 C. 589-596 . URL: https://inorgmaterialsras.ru/10-31857-s0002337x23060064-1/?version_id=110629. DOI: 10.31857/S0002337X23060064
MLA	Kruglikov, N. A, Podgorbunskaya, P. O, Valiullin, A. I, Volkov, A. Yu "Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C." Inorganic Materials. 59.6 (2023).:589-596. DOI: 10.31857/S0002337X23060064
APA	Kruglikov N., Podgorbunskaya P., Valiullin A., Volkov A. (2023). Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C. Inorganic Materials. vol. 59, no. 6, pp.589-596 DOI: 10.31857/S0002337X23060064

RAS Chemistry & Material ScienceНеорганические материалы Inorganic Materials

Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C

You can

References

Индексирование

RAS Chemistry & Material ScienceНеорганические материалы Inorganic Materials

Atomic Ordering Kinetics in a Cu–56 at % Au Alloy at a Temperature of 250°C

You can

References

Индексирование

Via social network