Исследование термомеханических условий наведения и характеристик эффектов памяти формы в никелиде титана

• Автор: Чернавина, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Виды, механизмы и условия реализации эффектов памяти формы

1.1.1. Условия, обеспечивающие обратимость

деформации при ЭПФ

1.1.2. Обратимый эффект памяти формы и его природа

1.1.3. Положительный и отрицательный ОЭПФ

1.1.4. Влияние последовательности фазовых

превращений в сплаве ПБП на ОЭПФ

1.1.5.Способы формирования ОЭПФ

1.2. Термическая обработка сплавов с памятью формы на основе никелида титана

1.3. Термомеханическая обработка сплавов с памятью формы на основе ТИМЕ Структурообразование и функциональные свойства
1.4. Влияние параметров термомеханической тренировки на функциональные свойства
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Постановка задачи и обоснование выбора материала исследования
2.2. Исследуемый сплав и его обработка
2.3. Методики исследований и испытаний
2.3.1 .Приготовление образцов для исследования
2.3.2.Выбор оптимальной температуры старения для проведения изотермического отжига
2.3.3.Методика наведения и определения параметров ЭПФ и ОЭПФ
2.3.4.Дифференциальная сканирующая калориметрия ДСК
2.3.5.Рентгеноструктурный анализ
2.3.6.Электронномикроскопический анализ
2.3.7.Исследование структуры окисной пленки
2.3.8.Резистометрическое исследование
3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СПЛАВА ТЬ.7
ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
3.1. Электронномикроскопический анализ
3.2. Рентгеноструктурный анализ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ
ПОВЕРХНОСТИ НА ПАРАМЕТРЫ ЭПФ И ОЭПФ В СПЛАВЕ ТЬЬН
5. ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
НАВЕДЕНИЯ Э.П.Ф. И О.Э.П.Ф. НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВА ТЬ.7
5.1. Эволюция температурного интервала мартенситных превращений при ПДО
5.2. Эволюция температуры формовосстановления в
зависимости от режима ПДО
5.3. Выбор оптимальной температуры старения сплава И
5.4. Параметры ЭПФ и ОЭПФ после НТМО и
деформационног о старения
5.5. Влияние температуры выдержки при заневоливании и 0 разгружении на параметры ЭПФ и ОЭПФ
5.6. Параметры ЭПФ и ОЭПФ в сплаве Л .7 1, 7 подвергнутом ИПД и последеформационному отжигу
6. КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВЕ Л
.7П С РАЗЛИЧНЫМИ СТРУКТУРНЫМИ
состояниями
6.1. Влияние последовательности термообработки и 6 вырезки образцов для проведения ДСК
6.2. Влияние температуры разружения на температуры 8 фазовых превращений
6.3. Влияние предварительного термоциклирования на 1 температуры фазовых превращений
7. РАЗРАБОТКА КЛИПИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ 3 КРУПНЫХ СОСУДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Результаты исследования элементного 7 состава окисной пленки
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для того, чтобы когерентное сопряжение решеток поддерживалось при достаточно большой деформации, деформация решетки при мартенситном превращении и модули упругости должны быть достаточно малыми, что и наблюдается в большинстве СПФ. Обратимый эффект памяти формы был впервые описан Бюлером и др. Под обратимым эффектом памяти формы принято понимать явление самопроизвольного обратимого формоизменения материала в процессе термоциклирования в интервале мартенситных превращений [, ]. Материал, проявляющий ОЭПФ, может “запоминать” форму как в состоянии низкотемпературной, так и высокотемпературной фаз, причем данный эффект воспроизводится многократно в процессе термоциклирования через температурный интервал мартенситных превращений. Обратимость деформации обеспечивается появлением при движении границ раздела встречных ориентированных микронапряжений, которые при последующем изменении температуры в противоположную сторону вызывают движение этих границ в строго обратном направлении. ОЭПФ. Особое значение при этом приобретает явление наследования при мартенситных превращениях дефектов кристаллической решетки- дислокаций, являющихся источниками ориентированных полей напряжений [, ]. В сплавах системы ТЬ-№ в зависимости от деформации той или другой фазы могут быть реализованы обратимые эффекты памяти формы с разной анизотропией формоизменения, как бы двух разных знаков []. ОЭПФ [, , ]. Положительный ОЭПФ формируется в результате пластической деформации как мартенсита охлаждения, так и мартенсита напряжений и мартенсита деформации. Эффект противоположного направления - “отрицательный” или “аустенитный”, - возникает после деформации сплава в состоянии стабильной высокотемпературной В2- фазы. В этом случае изменение формы при охлаждении происходит в направлении, противоположном направлению деформации аустенита. В2- фазы и мартенсита вблизи Мд []. Однако очень сильный наклеп приводит к подавлению всех эффектов обратимости деформации, так как делает невозможным направленное развитие мартенситных реакций. Согласно [], в материале, подвергнутом теплосменам под постоянной нагрузкой, наблюдается положительный ОЭПФ вследствие того, что напряжения деформирования аустенита значительно выше, чем мартенсита, и последний деформируется в большей степени. В работе [] рассмотрены факторы, влияющие на развитие ОЭПФ в сплавах системы ГП-Г'П. Показано, что максимальная величина обратимой деформации зависит как от уровня приложенных при термоциклировании напряжений, так и от количества циклов под нагрузкой. Максимальная величина обратимой деформации при минимальных приложенных напряжениях достигается при термооциклировании после нагрева при температурах 0- °К, что соответствует стадии рекристаллизации исходной холоднокатан ной субструктуры. Отмечено, что, хотя особенности дислокационной субструктуры и полей внутренних напряжений и являются основополагающими факторами в формировании ОЭПФ, оптимальная величина обратимой деформации достигается при определенных режимах нагружения при минимальном постоянном напряжении []. Величина ОЭПФ, оцениваемая но возвращаемой при нагреве деформации, согласно [], нарастает с числом термоциклов, достигая насыщения после - теплосмен и обычно тем больше, чем выше уровень приложенного напряжения. Последнее, по мнению авторов, связано с усилением эффекта пластичности превращения, т. ОЭПФ. Каждое из трех фазовых превращений в никслидс титана (В2<-Я9', В2<->Я и К<-»В') обеспечивает свое неупругое поведение в виде эффекта памяти формы и сверхупругости и свои изменения физических свойств. Комплексы нсупругих эффектов при каждом фазовом превращении различаются по величине, гистерезису, области проявления и контролируются соответственно разными механизмами неупругой деформации. Эффект безгистерезисного обратимого формоизменения наблюдали и после предварительной пластической деформации, создающей в материале ориентированные внутренние напряжения. Согласно [], при последовательной реализации двух фазовых переходов В2—>В' накопление и возврат деформации характеризуется четко выраженной стадийностью (рис. Нели обратимая деформация обусловлена только ромбоэдрической дисторсией, то обратимое изменение формы практически безгистерезисно (рис. Рисунок 1.