On the proposed martensitic-like structural transformation in V, Nb, and Ta

Abstract

The transition metals Nb, Ta and V have been known to be cubic at all temperatures, until recently the existence of a martensitic transformation has been reported, based on anomalies in the thermal expansion at low temperatures. Such a structural transformation would have passed unnoticed, because it would be hindered by small amounts of impurities. This finding is discussed in the light of anelastic measurements on Nb samples whose purities are comparable to those presenting the dilatometric anomalies. It results that the effects of the alleged transformation on the anelastic spectra would be at least three orders of magnitude smaller than in typical martensitic transformations. A possible alternative explanation for the observed anomalies is proposed in terms of precipitation of unnoticed residual H.

До недавнього часу вважалось, що перехідні метали Nb, Ta та V залишаються кубічними при всіх температурах, аж поки не з’явилось повідомлення про існування в них мартенситних перетворень. Повідомлення, яке базувалося на аномаліях, що спостерігалися при вивченні теплового розширення при низьких температурах. Стверджувалось, що це структурне перетворення залишалось непоміченим лише тому, що його прояву заважала невелика кількість домішок. Цей висновок обговорюється з урахуванням вимірювань непружності, проведених на зразках Nb, чистота яких порівнянна з тими, на яких були виявлені дилатометричні аномалії. В результаті встановлено, що вплив перетворення, що було припущене, на непружні спектри є як мінімум на три порядки меншим, ніж у типових мартенситних перетвореннях. Пропонується можливе альтернативне пояснення спостережених аномалій у термінах утворення преципітатів з непоміченого залишкового H.

До недавнего времени считалось, что переходные металлы Nb, Ta и V остаются кубическими при всех температурах, пока не появилось сообщение о существовании в них мартенситных превращений. Сообщение основывалось на аномалиях, которые наблюдались при изучении теплового расширения при низких температурах. Утверждалось, что данное структурное преобразование оставалось незамеченным лишь потому, что его проявлению мешало наличие небольшого количества примесей. В настоящей работе сделанный вывод обсуждается с учетом измерений неупругости на образцах Nb, чистота которых сравнима с теми, на которых выявлены дилатометрические аномалии. В результате установлено, что влияние предполагаемого превращения на спектры неупругости как минимум на три порядка меньше, чем в обычных мартенситных превращениях. Предлагается возможное альтернативное объяснение зарегистрированных аномалий в терминах образования преципитатов из неучтенного остаточного H.