Формирование наноструктур при комбинированной термомеханической обработке и управление функциональными характеристиками сплавов Ti-Ni с памятью формы

• Автор: Крейцберг, Алена Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Механизмы эффекта памяти формы

1.1.1 Условия, обеспечивающие обратимость деформации при реализации ЭПФ

1.2 Параметры решеток мартенсита и аустенита, кристаллографическая текстура и их влияние на ресурс обратимой деформации СПФ ТЕМ

1.2.1 Влияние симметрии поликристалла на обратимую деформацию

1.2.2 Кристаллографический ресурс обратимой деформации. Ориентация мартенсита в аустените и деформация решетки при мартенситном превращении
1.2.3 Параметры решеток мартенсита и аустенита в закаленных сплавах Т1-№. Максимальный ресурс обратимой деформации

1.2.4 Мартенсит охлаждения в термомеханически обработанных сплавах ТК

1.2.5 Мартенсит напряжения, переориентированный и пластически деформированный мартенситы
1.2.6 Ресурс обратимой деформации и механическое поведение с учетом ориентации монокристалла сплавов П-№
1.2.7 Текстурный анализ
1.2.8 Расчет деформации решетки при мартенситном превращении с учетом влияния текстуры
1.2.9 Расчет обратимой деформации с учетом влияния текстуры
1.2.10 Сравнение рассчитанной обратимой деформации с экспериментальными результатами
1.3 Термомеханическая обработка и ее влияние на текстуру СПФ ТП№
1.4 Влияние ТМО и исходного фазового состояния на структуру и функциональные свойства сплавов Т1-№
1.4.1 Связь структуры и «статических» функциональных свойств
1.4.2 Влияние температуры и скорости деформации на механическое поведение сплавов Т1-№ в крупнозернистом, ультрамелкозернистом и нанокристаллическом состояниях
1.5 Усталостные свойства сплавов с памятью формы
1.5.1 Функциональная усталость
1.5.2 Структурная усталость
1.6 Функциональная долговечность сплавов Т1-№

1.7 Залечивание структурных дефектов сплава Ть№
2 Материалы и методы исследования
2.1 Исследованные сплавы и их обработка
2.2 Методики исследований и испытаний
2.2.1 Электронномикроскопический анализ
2.2.2 Световая микроскопия
2.2.3 Дифференциальная сканирующая калориметрия
2.2.4 Рентгеновская дифрактометрия
2.2.5 Расчет кристаллографического ресурса обратимой деформации
2.2.6 Статические функциональные испытания
2.2.7 Циклические функциональные испытания
3 Структурообразование и мартенситные превращения в СПФ ТММ при
термомеханической обработке
3.1 Электронномикроскопическое исследование структуры сплава Т1-50.26 ат.%№, подвергнутого ТМО по разным режимам
3.2 Металлографическое исследование. Трещинообразование в сплаве Т1-50.26 ат.%№ в процессе ТМО по разным режимам
3.3 Исследование мартенситных превращений в СПФ Ti-.50.26 ат.%№ с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии
3.4 Рентгенографическое исследование СПФ ТС50.26 ат.%№ после ТМО
3.5 Текстурный анализ аустенита сплава ТТ50.26 ат.%№
4 Расчет теоретического ресурса обратимой деформации сплава Т1-50.
ат.%№ после ТМО по разным режимам
5 Функциональные свойства сплавов ТМЧ
5.1 Статические функциональные свойства сплава Т1-50.26 ат.%№
5.1.1 Определение максимального реактивного напряжения
5.1.2 Определение обратимой деформации
5.1.3 Определение параметров диаграммы деформации-разгрузки
5.1.4 Сопоставление результатов
5.2 Определение характеристик обратимой деформации сплава ТБ50.7 ат.%№ в разных структурных состояниях
5.3 ТМО для обеспечения высокой функциональности хирургических скобок
5.4 Динамические функциональные свойства сплава Т1-50.26 ат.%№
5.4.1 Схема свободного восстановления формы
5.4.2 Схема генерации-релаксации реактивного напряжения

5.4.3 Влияние исходной величины реактивного напряжения на долговечность сплава ТІ-50.26 ат.%№
5.4.4 Схема сверхупругого механоциклирования
Выводы
Список использованных источников

Как уже говорилось, последеформационный отжиг после умеренной холодной прокатки (до 30%) не меняет текстуру аустенита. Но при интенсивной ХП текстура зависит от температуры ПДО.
В работе [41] было проанализировано влияние температуры отжига на текстуру аустенита. Текстура сплава Ti-50.5Ni-0.4Fe после холодной прокатки и отжига при 400 °С определена как у - фибровая {111}<110>+{111 }<112>. Температура 400 °С ниже температуры рекристаллизации, поэтому текстура деформации сохраняется, структура с высокой плотностью дислокации (хотя и с термическим их перераспределением) [41].
Повышение температуры до 600 °С развивает {221 }<1 Т 0>В2 текстуру. Температура 600 °С немного выше температуры рекристаллизации, и в этом случае формируются зерна субмикронного размера [41]. После последующего нагрева при 1000 °С текстура состоит из двух компонент {332}<1 1 0> и {111}<0 1 1 >, и эта текстура сопровождается интенсивным ростом рекристаллизованного зерна.
В случае горячей прокатки (ГП) образцы, вырезанные вдоль направления прокатки из горяче прокатаного листа Ть№, имели текстуру аустенита {112}<110> [42].
Текстура {111}<0 1 1> определена в сплаве ТГ49.2 ат.%№ после отжига при 400 °С и финального отжига после 50% ГП [37].
Образцы ТГ50.5 ат.%№ после ГП при температуре, не превышающей 1000°С, и последующего отжига, прокатки при 500 °С и закалки от 800 °С в воде обладали текстурой аустенита {110}< 110> [26].
Продолжительный отжиг меняет текстуру аустениту. В случае сплава Т1-51.5 ат.%№ после прокатки, отжига при 820 °С (10 мин) и старения при 500 °С (1.5 ч) текстура В2 представляла собой (111)[ 1 1 2], но после отжига при 500°С (5 ч) и старения при тех же условиях текстура В2 была (111)[2 1 3] [25]. Текстура сплава ТГ50.45 ат.%№ после горячей прокатки и старения при 500 °С (10 ч) была {112}<110> и {001 }<110> [36].
Решетка В19’-мартенсита в сплавах ТГ№ моноклинная, поэтому ее текстурный анализ затруднителен. Для упрощения текстурного анализа в этом случае полюсные фигуры чаще сравнивают со стандартными проекциями для кубической решетки, что вносит некоторую ошибку и некорректное определение текстуры [19, 43].
Как уже упоминалось выше, одной компоненте текстуры аустенита соответствуют
12 мартенситных вариантов. Поэтому даже когда текстура не изменяется, текстура
мартенсита может меняться. Например, мартенситные варианты изменяются в случае
холодной прокатки с низкой степенью деформации при неизменной текстуре аустенита
[38]. Текстура В19’ мартенсита включает следующие варианты: 3, (120)[2 11], и 5,
(120)[00 2 ], после холодной прокатки, которые заменяются 2, (10 2 )[211], 4, (10 2 )[2 1 1 ] и