Структурные и фазовые превращения и свойства сплавов на основе никелида титана, подвергнутых интенсивной пластической деформации

• Автор: Куранова, Наталия Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Диффузионные фазовые превращения в сплавах на основе никелида титана

1.2 Особенности мартенситных превращений в сплавах на основе никелида титана

1.3 Эффекты памяти формы и другие механические свойства сплавов на основе

никелида титана

1.4 Характеристика способов получения наноструктурного состояния, их

преимуществ и недостатков

1.5 Постановка задачи

Глава 2 Материалы и методы экспериментальных исследований

2.1 Материалы и методы приготовления образцов
2.2 Методы экспериментальных исследований
2.2.1 Рентгенодифрактометрический анализ
2.2.2 Электронномикроскопические исследования
2.2.3 Методы измерения удельного электросопротивления и магнитной
восприимчивости
2.2.4 Методы измерения механических свойств
Г лава 3 Влияние интенсивной пластической деформации кручением на структуру и свойства сплавов на основе никелида титана
3.1 Особенности структуры и фазового состава сплавов никелида титана в
зависимости от вида и степени умеренной пластической деформации
3.2 Формирование аморфного состояния в метастабильных сплавах Ті№ при
интенсивной пластической деформации
3.3 Влияние температуры и термообработки на структурные и фазовые превращения
в сплавах на основе ТіМі, подвергнутых ИГ1ДК
Заключение по главе
Глава 4 Применение интенсивной пластической деформации кручением для формирования нанокристаллической структуры в большеразмерных образцах сплава
ТІ494№50
4.1 Влияние интенсивной пластической деформации кручением под высоким
давлением на структуру и свойства сплава ТІ49,4№50

4.2 Влияние термообработки на структуру и свойства большеразмерных образцов сплава ТІ49_4№50,6, подвергнутых интенсивной пластической деформации кручением под высоким давлением
Заключение по главе
Глава 5 Влияние интенсивной пластической деформации па структуру
быстрозакаленных сплавов системы ТіїЧіСи
5.1 Структура сплава ТцоМгзСигб, синтезированного быстрой закалкой расплава
5.2 Структура и фазовый состав литого сплава ЗцоГСигз после ИПДК и отжига
5.3 Структура быстрозакаленного сплава ТІ5о15ГІ25Си25, подвергнутого интенсивной
пластической деформации
5.4 Структурные и фазовые превращения в быстрозакаленном сплаве ТізоМігСіщ, подвергнутом ИПДК и отжигу
Заключение по главе
Общие выводы
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Создание новых материалов и способов их получения всегда остается одной из ключевых научных и прикладных задач, ориентированных на развитие современной техники и технологии. Как известно, подавляющее большинство металлических и неметаллических материалов, предназначенных для различных сфер деятельности человека, используется в качестве конструкционных. Другой важной общностью материалов, назначение и применение которых в основном определяется их особыми и подчас уникальными физико-техническими характеристиками, являются так называемые функциональные материалы. К ним относятся различные материалы со специальными свойствами (электрическими, магнитными, температурно-зависящими, химическими и др.) для техники, медицины, иных отраслей использования. Как наиболее яркие представители одновременно функциональных п конструкционных материалов выделяются металлические сплавы с термоупругими мартенситными превращениями (ТМП) и обусловленными ими эффектами памяти формы (ЭПФ).
Главное место в этом классе материалов занимают сплавы на основе никелида титана, которые выделяет комплекс чрезвычайно важных характеристик: самые высокие
прочностные и пластические свойства, уникальные по величине эффекты термомеханической памяти (памяти формы, одно- и многократно обратимой, и сверхупругости), высокая термомеханическая, механотермическая и термоциклическая надежность и долговечность, свариваемость, жаропрочность, коррозионная стойкость, биологическая совместимость и ряд других. При этом принципиально важными являются простота их химического состава и технологичность как металлургического процесса, так и последующих производственных переделов (в том числе обрабатываемость с целью получения проволоки, ленты, листа, сложных профилей! и, что особенно важно, тренировки на эффекты памяти формы). Эти обстоятельства делают незаменимыми сплавы никелида титана и обусловливают в настоящее время и в будущем нх широкое, а в ряде случаев, например в медицине, электротехнике и электронике, в авиации и космонавтике, на транспорте и в бытовой технике исключительное практическое применение в качестве функционального материала нового поколения.
В последние годы в физическом материаловедении сформировалось новое научное направление, в котором получение объемных наноструктурных конструкционных и функциональных материалов, в том числе и сплавов с памятью формы, обеспечивается методами интенсивной пластической деформации (ИПД). При этом деформирование

демонстрируют имеющиеся, правда не очень многочисленные, исследования [50]. Благоприятными уровнями характеризуются также коррозионная стойкость и износостойкость наноструктурных материалов [40-43].
Что касается применения к сплавам на основе никелида титана пластической деформации на большие степени, то из немногочисленных на момент постановки нашей работы (1999 г.) публикаций [67-71] было известно следующее. Во-первых, прокатка и сдвиг под давлением индуцируют диспергизацию сплава и, во-вторых, даже его аморфизацию, особенно в полосах сдвига. Последующие исследования проводились на данных сплавах в том числе с участием диссертанта и будут описаны в оригинальных главах настоящей диссертации.
1.5 Постановка задачи
Таким образом, анализ имеющихся литературных данных показывает, что и моменту постановки и начала выполнения диссертационной работы (1999 г.) имелись только отдельные единичные публикации с изложением оригинальных экспериментальных результатов о возможности диспергирования структуры и аморфизации при пластической деформации никелида титана [67-71]. Однако, в них не были выполнены комплексные систематические исследования закономерностей и особенностей структурных и фазовых превращений, не были изучены физико-механические свойства таких сплавов. Также не были проведены исследования влияния полученных дисперсных состояний на мартенситные превращения и обусловленные ими конструкционные и функциональные свойства в сплавах никелида титана.
Как уже упоминалось, в последние годы были осуществлены достаточно подробные исследования влияния интенсивной пластической деформации и других методов внешних воздействий на структуру и свойства многих чистых металлов и их сплавов. Поэтому постановка подобных научно-исследовательских работ на сплавах с термомеханической памятью формы на основе никелида титана представляет безусловно актуальную и важную фундаментальную и прикладную задачу.
Целью настоящей работы является комплексное систематическое исследование основных структурно-морфологических особенностей, закономерностей структурных и фазовых превращений и формирования свойств сплавов на основе никелида титана, подвергнутых интенсивной пластической деформации, в сравнении с обычными литыми или недеформированными поликристаллическими сплавами.