Структура и механические свойства нанокристаллических сплавов TiNi

• Автор: Лукьянов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Структура и фазовые превращения в сплавах Тт№

1.2 Особенности деформационного поведения сплавов Т1№

1.3 Получение ультрамелкозернистых сплавов ТТ№ методами интенсивной пластической деформации

1.4 Использование комбинированной ИПД-обработки и РКУП-«Конформ»

для получения полуфабрикатов с УМЗ структурой

1.5 Практическое применение сплавов ИМ

1.6 Постановка задач исследования

Глава 2. Материал и методы исследования
2.1 Сплавы системы ТПМц выбранные для исследования
2.2 Проведение термической обработки сплавов П№
2.3 Методы интенсивной пластической деформации
2.3.1 Метод интенсивной пластической деформации кручением
под высоким квазигидростатическим давлением
2.3.2 Метод равноканального углового прессования и его модификации
2.3.3 Комбинированные методы интенсивной пластической деформации
2.4 Методы исследования структуры и механических свойств сплавов Т1№..
2.4.1 Методика металлографических исследований
2.4.2 Рентгеноструктурный анализ
2.4.3 Методика просвечивающей электронной микроскопии
2.4.4 Методы измерения микротвердости и проведения
механических испытаний на растяжение
Глава 3. Особенности формирования НК структуры в сплавах ТПЧц подвергнутых интенсивной пластической деформации кручением
3.1 Влияние степени интенсивной пластической деформации кручением и отжигов на эволюцию микроструктуры в сплаве Тщд^ЬПзо.б

3.2 Влияние интенсивной пластической деформации кручением и
отжигов на эволюцию микроструктуры в сплаве ТщодМдуд
3.3 Однородность микроструктуры образцов ТТ№, подвергнутых интенсивной пластической деформации кручением и последующим отжигам
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Изучение механических свойств сплавов ТНЧц полученных интенсивной пластической деформацией кручением
4.1 Механические свойства НК сплава ТцддМбо.б в аморфизированном и НК состояниях, полученных ИПДК и отжигом
4.2 Особенности механического поведения и структурные превращения при растяжении сплава в различных состояниях
4.3 Влияние температуры и скорости деформации на механические свойства УМЗ и НК сплава
4.4 Выводы по главе
Глава 5. Применение комбинированной интенсивной пластической деформации и РКУП-«Конформ» для получения полуфабрикатов из сплавов Т1№ с НК и УМЗ структурой
5.1 Структура и механические свойства сплава ТЦсЛ8№5од, подвергнутого РКУП и холодной прокатке с различными степенями деформации
5.2 Применение метода РКУП - «Конформ» к сплавам Т1№
5.3 Функциональные свойства и практическое применение НК и УМЗ сплавов Тг№, полученных методами интенсивной пластической деформации
5.4 Выводы по главе
Выводы по работе
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Сплавы на основе ТлМ относятся к особому классу материалов с эффектом памяти формы (ЭПФ), который обусловлен термоупругими мартенситными превращениями, и широко используются в качестве конструкционных и функциональных материалов [1-7]. Проблема повышения эксплуатационных характеристик устройств, имеющих элементы, изготовленные из материалов с ЭПФ, всегда остается актуальной. Это особенно важно в медицине, авиации, космической технике, где необходимо обеспечение повышенной надежности изделий при их минимальных размерах и сечениях. Известно, что решить задачу повышения прочностных свойств материалов позволяет измельчение зерна. В случае сплавов "П№ измельчение зерна приводит также к повышению такой важной характеристики ЭПФ, как реактивное напряжение (сггтах), поскольку последняя определяется пределом текучести [1].
В настоящее время в физическом материаловедении сформировалось новое научное направление, связанное с получением ультрамелкозернистых (УМЗ) и нанокристаллических (НК) металлов и сплавов методами интенсивной пластической деформации (ИПД) [8-12]. Предыдущие работы показали, что формирование УМЗ структуры с размером зерна (с!) около 300 нм в сплавах ПЬП методом равноканального углового прессования (РКУП) позволяют существенно улучшить весь комплекс их физико-механических и эксплуатационных свойств: прочность, предел текучести, эффекты памяти формы [13-21]. Можно было предполагать, что формирование НК состояния в сплавах ТПМ позволит дополнительно повысить прочность, предел текучести и сггтах по сравнению с достигнутыми ранее значениями. Тем не менее, путем РКУП достигнуть НК структуры не удавалось. Термомеханической обработкой (ТМО) прокаткой удалось сформировать структуру сплавов П№ с размерами субзёрен в несколько десятков нанометров и тем самым значительно повысить характеристики ЭПФ. Однако, сформировать НК структуру с размером зерен менее 50 нм и большеугловыми границами ТМО не позволила [22-28].

2.2 Проведение термической обработки сплавов TiNi
Для устранения влияния предварительных обработок, а также химической ликвации сплавы TiNi были подвержены гомогенизирующему отжигу при температуре 800°С в течение 1 часа, а затем закалены в воду согласно методике, принятой в [12]. Состояние после закалки было принято за исходное крупнозернистое. Термическую обработку сплавов TiNi после деформации проводили в диапазоне температур от 200 до 550°С на воздухе в муфельной печи типа «СНОЛ», в которой колебания температуры отжига не превышали ±5°С. При этом варьировали не только температуру, но и время отжига, которое составило от 5 минут до 6 дней.
Контроль температур осуществлялся измерителем - регулятором ТРМ - 1 с термопарой ТХА 001 - 01.
2.3 Методы интенсивной пластической деформации
2.3.1 Метод интенсивной пластической деформации кручением под высоким квазигидростатическим давлением
Конструкция установки деформации кручением под высоким давлением является развитием известной идеи наковален Бриджмена [58]. При деформации кручением под высоким давлением образец помещается между бойками и сжимается под приложенным давлением Р в несколько ГПа. Нижний бок приводится во вращение и под действием сил поверхностного трения образец деформируется сдвигом (рисунок 2.3).
Существует два вида ИПДК обработки: ИПД кручение на плоских бойках (рисунок 2.3, а) и на бойках с канавкой (рисунок 2.3, б), соответственно [36, 66]. В