Структура и свойства конструкционных сплавов на основе TiNi, подвергнутых прокатке с импульсным током

• Автор: Потапова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования

1.1. Сплавы на основе Т1№: особенности структуры и мартенситные

превращения
1.2. Эффект памяти формы и явление сверхупругости: характеристика, условия проявления, применение
1.3. Влияние термической и термомеханической обработки на эффект памяти формы и сверхупругость
1.4. Микроструктура и механические свойства сплавов ТЙМ1, полученных методами интенсивной пластической деформации
1.5. Влияние измельчения структуры на функциональные свойства сплавов на основе ТТ№

1.6. Электропластическая деформация

Глава 2. Материалы и методика исследования

Глава 3. Деформационное поведение и термическая стабильность сплавов на основе ТП5Й после прокатке с током
3.1. Деформируемость сплавов на основе ТТ№ при прокатке с током
3.2. Деформационное упрочнение сплавов на основе ТТ№ при прокатке с током
3.3. Исследование влияния режимов отжига на стабильность структуры сплава Т149,2№50>8, подвергнутого прокатке с током
Выводы по главе
Глава 4. Эволюция структуры сплавов в процессе прокатки с током
4.1. Структура сплавов в исходном состоянии
4.2. Эволюция микроструктуры сплава Т1492№5о,8 в процессе прокатки с током и отжига
4.3. Эволюция структуры сплава 'П5о,о№5о,о в процессе прокатки с током

4.4. Определение температуры рекристаллизации в сплавах Ti50.nNi50.fi и Ті49)2М5о,8,
подвергнутых прокатке с током
Выводы по главе
Глава 5. Особенности мартенситных превращений и функциональные свойства сплавов на основе ТІМ после прокатки с током
5.1. Мартенситные превращения в сплаве Ті49і2М5о!8 после прокатки с током
5.2. Мартенситные превращения в сплаве Ті5о,оКі5о.о после прокатки с током
5.3. Характеристики памяти формы сплавов на основе ТІМ, подвергнутых прокатке с током
5.4. Влияние прокатки с током на величину реактивных напряжений в сплавах на основе ТІМ
5.5. Влияние прокатки с током на параметры сверхупругости сплавов на основе Ті№
Выводы по главе
Глава 6. Потенциальные области применения метода прокатки с импульсным током сплавов на основе ТІМ
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложение

Введение
В современном машиностроении, технике и науке одной из основных задач является разработка конструкционных и функциональных материалов с улучшенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. В последние два десятилетия активно развивается научное направление по получению объемного наноструктурного состояния в металлах и сплавах [1]. Эти материалы, как правило, по многим показателям превосходят свойства крупнозернистных аналогов. В настоящее время основным направлением получения объемных наноструктурных (НС) и ультрамелкозернистных (УМЗ) состояний являются методы интенсивной пластической деформации (ИПД).
Среди различных функциональных материалов особого внимания заслуживают сплавы с термоупругими мартенситными превращениями, обладающие эффектом памяти формы (ЭПФ) и сверхупругости (СУ). Из большого класса сплавов с памятью формы наиболее известными являются бинарные сплавы на основе ин-терметаллида Тл№. Такие сплавы находят широкое применение не только в машиностроении (термомеханические муфты, термоактиваторы, термодатчики, болты и заклепки для создания неразъемных соединений), но и в других отраслях техники, а также медицине благодаря комплексу их физико-механических свойств: высокой прочности и пластичности, сопротивлению усталостному разрушению, коррозионной стойкости в различных агрессивных средах, биологической и биомеханической совместимости с живыми организмами [2,3,4].
Поскольку функциональные свойства сплавов на основе П№ являются структурночувствительными, они могут быть улучшены путем термомеханической обработки. Однако эти сплавы относятся к разряду труднодеформируемым, а их обработка методами ИПД проводится при повышенных температурах. Кроме того, ряд методов ИПД носит чисто исследовательский характер, поскольку используемые при этом образцы ограничены в размерах. Так, геометрические размеры используемых в настоящее время в схеме интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК) образцов не превышают 20 мм в диаметре и 1 мм по толщине [5].

ших структурных исследований в ходе прокатки с током электроискровым методом вырезали цилиндрические образцы с диаметром 5 мм, 4 мм, 3 мм, 1 мм. Величина накопленной деформации при этом составила 0,4, 0,8, 1,4 и 3,6, соответственно.
Термическая обработка Закалку и отжиг образцов для изучения изменений в структуре проводились в камерной электропечи ПТ200 в воздушной атмосфере. Нагрев образцов проводился до температуры закалки 800°С ± 3°С с выдержкой 1 ч с последующим охлаждением в воду комнатной температуры. Образцы помещались в печь после ее предварительного нагрева. Отжиг образцов после прокатки с током проводился при температуре 450 и 500°С с точностью ± 3°С в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе. Кроме того, для исследования термической стабильности проводился постдеформационный отжиг при температуре 200, 400, 500, 550, 600 °С с выдержкой в течение 1 ч.
Структурные исследования
Исследование микроструктуры сплавов в исходном состоянии проводили на микроскопе Axovert 40 МАТ, при увеличении х 200. Микроструктурный анализ проводился на подготовленной специальным образом поверхности шлифа. Образцы для анализа заливались в специальную форму на приборе OPAL 450. Шлиф представляет собой цилиндр диаметром 40 мм и высотой 17 мм. Использовался заливочный состав Final (коллоидный Si02). Шлифование проводилось на приборе SAPHUR 560. После шлифования образцы полировали. Для выявления микроструктуры использовали реактив следующего состава: 4 части HN03, 5 частей воды и 1 часть HF. После травления шлиф промывали струей проточной воды и затем просушивали поверхность спиртом. Время травления определялось экспериментально и составляло 10-15 сек.
Для исследования тонкой микроструктуры применяли метод просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Образцы для ПЭМ были получены элек-