The elastic constants of Ni3Al at 0 and 23.5 °C

Abstract

The elastic constants of Ni3Al are determined at 0 and 23.5 °C by ultrasonic measurements performed on a single crystal (with parallel sets of (110), (110), and (001) faces) of stoichiometric Ni3Al. The (adiabatic) ice point values, which are estimated to be accurate to within ±0.2%, are as follows: C11 = 2.243, C12 = 1.486, C44 = 1.258 × 1011 N/m2. The C44 and C12 are within about 2% of the corresponding values for pure nickel. The C11 of Ni3Al is smaller than that of pure nickel by about 12% resulting in a significantly higher elastic anisotropy for the ordered alloy as opposed to the pure metal. The experimental data are used to calculate the elastic moduli of polycrystalline Ni3Al possessing a random distribution of crystallite orientations. Both the Cij and polycrystalline moduli values reported here differ significantly from published results for this alloy. Die elastischen Konstanten von Ni3Al werden bei 0 und 23,5 °C mittels Ultraschallmessungen an einem Einkristall (mit parallelen Sätzen von (110)-, (110)- und (001)-Flächen) von stöchiometrischem Ni3Al bestimmt. Die (adiabatischen) Eispunktwerte, die innerhalb einer Fehlergrenze von ± 0,2% bestimmt werden, sind folgende: C11 = 2,243 C12 = 1,486 C44 = 1,258 × 1011 N/m2. Die Werte für C44 und C12 befinden sich innerhalb von 2% in Übereinstimmung mit den entsprechenden Werten für reines Nickel. Der Wert C11 für Ni3Al ist urn etwa 12% kleiner als der für reines Nickel, was sich in einer deutlich höheren elastischen Anisotropie für die geordnete Legierung im Gegensatz zum reinen Metall bemerkbar macht. Die experimentellen Werte werden benutzt, um die Elastizitätsmodule von polykristallinem Ni3Al mit einer zufälligen Verteilung der Kristallitorientierungen zu berechnen. Sowohl die Werte von Cij als auch die polykristallinen Module unter-scheiden sich beträchtlich von publizierten Ergebnissen fur diese Legierung.