Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 27, Issue 9, September 1979, Pages 1497-1504
Acta Metallurgica

Phase transformations in pure and carbon-doped Al45Mn55 alloys

https://doi.org/10.1016/0001-6160(79)90172-XGet rights and content

Abstract

Pure and carbon-doped Al45Mn55 (at.%) alloys are known to exhibit interesting magnetic properties when they have the metastable L10 (CuAuI) type structure.

A study by transmission electron microscopy and diffraction is presented in which the various phase transitions in this complex system are analysed. Experimental evidence is given which indicates that the transition at high temperatures from the disordered A3 to the ordered B19 structure proceeds by a heterogeneous nucleation and growth process whereas the transition from the B19 to the metastable L10 phase occurs by way of a shear transformation whereby the B19 ordering in the close packed planes seems to be conserved and also polytypes are formed as intermediate phases.

More drastic structure changes are shown to occur at the decomposition of B19 or L10 into the stable β- and ‘Cr5Al8’ type phases.

Résumé

On sait que les alliages Al45Mn55(at.%) purs et dopés au carbone ont des propriétés magnétiques intéressantes quand ils présentent une structure métastable de type L10 (AuCuI).

Nous présentons l'analyse par microscopie et diffraction électroniques des diverses transitions de phases dans ce système complexe. Nous montrons expérimentalement que la transition à haute température entre la phase désordonnée A3 et la structure ordonnée B19 se produit selon un processus de germination hétérogène et de croissance, alors que la transition de B19 à la phase L10 métastable met en jeu un cisaillement qui semble conserver l'ordre dans les plans compacts de la structure B19 de sorte que l'on observe des polytypes comme phases intermédiaires.

Des changements de structure plus importants se produisent lors de la décomposition de B19 ou de L10 en les phases stables de type β et ‘Cr 5Al8’.

Zusammenfassung

Reine und mit Kohlenstoff dotierte Legierungen Al45Mn55(At.-%) weisen bekanntlicherweise interessante magnetische Eigenschaften auf, wenn sie die metastabile Struktur vom Typ L10 (CuAuI) besitzen.

In dieser Arbeit werden die verschiedenen Phasenübergänge dieses komplexen Systems mittels Durchstrahlungselektronenmikroskopie und Elektronenbeugung analysiert. Experimentelle Hinweise werden dafür vorgelegt, daβ der übergang bei hohen Temperaturen von der entordneten Struktur A3 zur geordneten Struktur B19 über einen heterogenen Keimbildungs- und Wachstumsprozess abläuft, wohingegen der übergang von B19 zur metastabilen L10-Phase über eine Scherumwandlung geschieht, bei der die B19-Ordnung in der dichtest gepackten Richtung erhalten zu bleiben scheint und auch Polytypien als Zwischenphasen gebildet werden.

Weit drastischere Strukturänderungen treten beim Zerfall von B19 und L10 in die stabilen Phasen vom Typ β und Cr5Al8 auf.

References (9)

  • J.P. Jakubovics et al.

    Physica

    (1977)
  • R. Hultgren et al.

    Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys

    (1973)
  • H. Kono

    J. Phys. Soc. Japan

    (1958)
  • A.J.J. Koch et al.

    J. appl. Phys.

    (1960)
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Cited by (89)

  • Manganese-based permanent magnet materials

    2022, Progress in Materials Science
  • Coercivity development in MnAl ribbons by microstructural modifications achieved through cold-rolling process

    2021, Journal of Magnetism and Magnetic Materials
    Citation Excerpt :

    Provided a good combination of magnetic properties, PMs based on τ-MnAl would be able to compete with bonded RE-PMs, while outperforming ferrites and offering significant advantages in terms of materials costs compared to other RE-free PMs (Alnico and Pt-Co alloys). The ferromagnetic τ-phase is metastable and can be obtained from the hexagonal hcp ε-phase via a nucleation and growth process described as a massive transformation [8,9]; or through displacive or martensitic transformation following metastable B19 ordering within the hcp phase (ε → ε’→τ)[10,11]. The nucleation of the τ-phase from the ε-phase can be obtained by a controlled annealing process.

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