Влияние кобальта на структуру и свойства пористого никелида титана с памятью формы, полученного спеканием

• Автор: Артюхова, Надежда Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Изучение процессов спекания и исследование структуры, физико-

механических свойств пористых проницаемых материалов на основе никелида титана

1.1. Основные процессы твердофазного и жидкофазного спекания пористых сплавов

1.2. Твердофазное реакционное взаимодействие компонентов спекаемой системы

1.3. Реакционное жидкофазное спекание

1.4. Метод получения и фазовый анализ структуры порошка никелида титана

1.5. Анализ диаграмм состояния в бинарных системах на основе титана и никеля

1.6. Мартенситные превращения и эффект памяти формы в системе ТГМі
1.7. Влияние добавки кобальта на мартенситные превращения в сплаве на основе 61 никелида титана
1.8. Влияние добавки молибдена на мартенситные превращения в сплаве на основе 65 никелида титана
ГЛАВА 2. Постановка задачи. Материалы и методы исследований
2.1. Постановка задачи
2.2. Материалы и методы исследований
ГЛАВА 3. Структура и свойства пористых сплавов на основе никелида титана,
полученных спеканием
3.1. Особенности формирования структуры при спекании высокопористых сплавов 86 на основе никелида титана
3.1.1. Формирование реакционных ячеек и пор в ходе реакционного спекания 86 порошков титана и никеля
3.1.2. Твердожидкос взаимодействие фаз в реакционной ячейке и формирование 95 переходных зон
3.1.3. Жидкофазная перекристаллизация и формирование поровой структуры при 101 диффузионном спекании порошка никелида титана
3.1.4. Структура порошка никелида титана и пористого спеченного сплава на его 105 основе
3.2. Влияние легирующих добавок на структуру спекаемого пористого никелида 110 титана
3.2.1. Усиление фазовой неоднородности пористого продукта реакционного
спекания в результате добавки алюминия

3.2.2. Особенности фазового состава реакционных ячеек в спекаемом продукте при 119 добавке кобальта и молибдена
3.2.3. Структура диффузионно-спеченного сплава с добавкой кобальта
3.3. Заключение по третьей главе
ГЛАВА 4. Влияние фазовых превращений при спекании пористых сплавов никелида
на параметры памяти формы
4.1. Связь фазовых превращений с параметрами памяти формы при спекании 135 пористых сплавов на основе никелида титана
4.1.1. Рост накопленной деформации с увеличением длительности твердожидкого 135 взаимодействия в реакционной системе Т1-№
4.1.2. Многократный эффект памяти формы и температурная зависимость 141 электросопротивления в образцах, полученных диффузионным спеканием
4.2. Влияние легирующих добавок на мартенситные превращения в спеченном 146 пористом никелиде титана
4.2.1. Исследование поведения температурной зависимости электросопро тивления 147 под влиянием добавки кобальта при диффузионном спекании пористого никелида титана
4.2.2. Исследование поведения эффекта памяти формы под влиянием добавки 150 кобальта при спекании пористого никелида титана
4.3. Заключение по четвертой главе
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
РС - реакционное спекание;
ДС - диффузионное спекание;
РЯ - реакционная ячейка;
ПЗ - переходная зона;
ППДП — пористая порошковая диффузионная пара; ЭПФ - эффект памяти формы;
МЭПФ - многократный эффект памяти формы;
МП - мартенситное превращение;
А—>М - аустенит-мартснсит;
А<-»М - аустснит-мартснсит-аустенит;
М—>А - мартенсит-аустенит.

Авторами работы [71] описано поведение жидкой фазы в реакционной системе №-А1. При растекании жидкой фазы по капиллярам в реакционной системе на месте частиц легкоплавкого компонента возникают пустоты, а капилляры заполняются прослойками жидкой фазы. Одновременно происходит растворение жидкой фазой тугоплавкого компонента. В ходе реакции в расплаве появляются и кристаллизуются интерметаллиды.
Взаимодействие твердой и жидкой фаз начинается с возшшювения диффузионного потока атомов из жидкого металла в твердый. Существует два механизма перехода твердого металла в контактирующий с ним жидкий металл: путем плавления и растворения.
Существует концепция [26] о того, что растворению твердой фазы в жидкой предшествует, а затем сопровождает этот процесс диффузия атомов из жидкой фазы в твердую так, что в жидкую фазу путем растворения или плавления переходит не чистый металл, а твердый раствор на основе этого металла или его интерметаллида. Она представляется более перспективной, чем предположение о том, [гго в жидкой фазе растворяются чистые металлы, а диффузия в твердую фазу из жидкой становится возможной только после насыщения расплава.
Известно, что жидкость впитывается твердой фазой, но и в то же время происходит образование твердожидкой области, которая называется переходной зоной (ПЗ). В процессе кристаллизации твердожидкой зоны образуются разветвленные, или древовидные кристаллы, получившие название дендритов, формирование которых связано с большим градиентом концентрации перед фронтом кристаллизации и, как следствие, его неустойчивостью. Ветки дендритов разделены очень тонкими прослойками нерастворимых в жидком и особенно твердом состоянии примесей и еще разделены мельчайшими полостями и порами, возникшими в результате уменьшения объема при переходе металла из жидкого состояния в твердое [72].
При формировании дендритной зоны проходят несколько процессов: разветвление дендритных ветвей [72], приводящее к уменьшению концентрационного переохлаждения, и «огрубление» или изотермическое укрупнение структуры, называемое эффект Гиббса-Томсона [72, 73]. Эффект состоит в том, что некоторые из первоначально образовавшихся ветвей дендритов становятся нестабильными и распадаются, тогда как другие продолжают расти.
При взаимодействии жидкого расплава с твердой фазой в последней появляются трещины. В работах [74] подобное явление объясняют эффектом Реббиндера, механизм которого заключается в том, что расплав приводит к понижению поверхностной энергии твердой основы и ослаблению межатомных связей, облегчая их разрыв. Это способствует