Crystal structure and internal defects of equiatomic TiNi martensite

Abstract

The crystal structure and internal defects of equiatomic TiNi martensites have been studied using the techniques of electron microscopy, electron diffraction, and X-ray diffraction. The crystal structure may be described as of distorted B19 type with a monoclinic unit cell, the lattice parameters of which are a = 2.889 Å, b = 4.120 Å, c = 4.622 Å, and β = 96.8°. The structure is derived from the matrix B2 in two steps. Namely, the matrix B2 transforms into a B19 first, and then a monoclinic martensite is derived by shearing the B19 in [100]B19 direction on (001)B19 plane. As an internal defect of the martensite, transformation twins with (111) twinning plane have been found without ambiguity, whose presence is essential for the understanding of the unique memory effect in this alloy. The orientation relationship between the matrix and martensite, and some characteristics of a pre-martensitic transition are also described. Die Kristallstruktur und innere Defekte von áquiatomaren TiNi-Martensiten wurden mittels Elektronenmikroskopie, Elektronenbeugung und Röntgenstrahlbeugung untersucht. Die Kristallstruktur läßt sich mit einer gestörten B19 Struktur beschreiben, mit einer monoklinen Einheitszelle, deren Gitterparameter a = 2,889 Å, b = 4,120 Å, c = 4,622 Å und β = 96,8° sind. Die Struktur wird aus der Matrix B2 in zwei Schritten abgeleitet. Die Matrix B2 transformiert sich zuerst in eine B19 Matrix, dann wird monokliner Martensit durch Scherung von B19 in [100]B19-Richtung auf einer (001)B19-Ebene erhalten. Als innerer Defekt von Martensit wurden Transformationszwillinge mit einer (111)-Zwillingsebene ohne Vieldeutigkeit gefunden, deren Anwesenheit für das Verständnis des einzigartigen Gedächtniseffekts dieser Legierung wesentlich ist. Die Orientierungsbeziehung zwischen der Matrix und Martensit und einige Charakteristika eines Vor-Martensit-Übergangs werden ebenfalls beschrieben.