Мартенситные превращения в интерметаллидах титана и функциональные свойства памяти формы и сверхэластичности

• Автор: Хачин, Степан Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Г лава I. Литературный обзор.

1.1. Основные закономерности мартенситных превращений.

1.2. Прсдмартснситные состояния

1.3. Мартснситные превращения и предмартенситные состояния в никелиде титана.

1.4. Эффекты памяти формы и свсрхэластичности в никелиде титана

1.5. Постановка задач

Глава И. Объекты и методы исследований

2.1. Объекты исследований

2.2. Методы исследований.

Глава III. редмартенситпые состояния и свойства интермсталлодов титана
3.1. Упругие свойства и структура кристаллической решетки в иредмартенситных состояниях.
3.2. Пластичность и свсрхпластичность
3.3. Эффект сверхэластичности
Глава IV. Мартенситные превращения и эффект памяти формы в интермсталлидах титана.
4.1. Мартенситные превращения
4.2. Эффект памяти формы.
4.3. Алгоритм получения интсрмсталлидов титана с заданными функциональными свойствами
Глава V. Разработка сверхэластичного инструмента для эндохирургии.
Основные выводы.
Список литературы


В результате количественными характеристиками такого превращения являются главные деформации (еь е2, €3), которые только в частном случае мартенситных превращений по схеме деформации Бейна совпадают с осями, то есть С| —бх , ? Су, вз“8? Кроме величин и направлений главных деформаций при описании кристаллогеомегрии мартенситных превращений необходима также инфорхМация об ориентационных соотношениях исходной и мартенситной решеток. Одна бейновская деформация не в состоянии привести к реально наблюдательным ориентационным соотношениям. Для их получения необходимы более сложные траектории движения атомов. Все экспериментально наблюдаемые ориентационные соотношения можно получить, дополнив однородную деформацию Бейна поворотом решетки мартенсита как целого (попоротом габитусной плоскости), при котором становятся параллельными соответствующие плоскости и направления исходной и мартенситной решеток. Однако, только «мартенситной» деформации решетки, включая ротационные моды, также недостаточно, чтобы полностью описать механизм мартенситного превращения в большинстве реальных кристаллах. Неотъемлемой частью этого механизма мартенситного превращения является дополнительная вторичная деформация при инвариантной решетке (типа дислокационного сдвига или двойникования). Такая деформация позволяет, если не полностью, то в значительной степени решить две указанные выше проблемы: проблему сопряжения двух разных решеток на межфазной плоскости и проблему аккомодации новой геометрической формы мартенситного кристалла. На рис. За счет такого сочетания выполняется условие совместимости решеток на межфазной (габитусной) поверхности. То есть, в общем случае, деформация решетки приводит к накапливающемуся несоответствию между исходной и мартсиситной фазами, и это несоответствие периодически компенсируются вторичной деформацией решетки. Соответственно, за счет вторичной деформации макроскопическая деформация формы (ем), превращенного объема становится меньше деформации решетки (ем < ef), а, следовательно, меньше становиться уровень аккомодационных напряжений, а с ними и вся кинетика мартснситного превращения. Таким образом, кристаллографический анализ мартснситного превращения как деформационного процесса предполагает получение информации о величинах и направлениях главных деформаций решетки, ориентации инвариантной или габитусной плоскости, уровне упругой энергии и параметрах вторичной деформации с инвариантной решеткой, зависящих от модулей упругости и степени несоответствия двух решеток на межфазной границе. Все это в совокупности определяет механизм и кинетику мартенситного превращения, а, конкретно, пути и энергию движения атомов при перестройке одной кристаллической решетки в Другую. Однако, все перечисленные выше параметры относятся только к ситуации, когда исходная и мартенситная фазы являются струюурами с простой решеткой (все положения атомов эквивалентны) и условия соответствия связывает все позиции атомов без перетасовки. В большинстве же мартенситных превращений происходит изменение числа атомов в элементарной ячейке. Поэтому необходимы дополнительные кооперативные, но не гомогенные, смещения атомов («shuffles»), обеспечивающие их перетасовку внутри элементарной ячейки и окончательно формирующие её «внутреннюю» структуру (рис. Совокупность деформационных и энергетических процессов, сопровождающих мартенситную перестройку кристаллических решеток, составляет содержание наномеханики мартен ситных превращений или короче - мартенситной наномеханики. Простой пример перетасовочных смещений атомов представляет собой полиморфное превращение р—>со в титановых сплавах. С<1, где высокотемпературная фаза имеет струкгуру В2 (типа СвО), а низкотемпературная - орторомбическую В (типа АиСс! Для превращения исходной В2 структуры в сгруктуру В нужна комбинация однородной деформации Бейна с плоской поперечной волновой смещений с волновым векгором к=1/2 <0> и вектором поляризации У вдоль направления <0 > (рис. В терминах описания фазовых превращений с помощью волн смещений бейновскую деформацию можно представить также волной смещений -длинноволновой акустической модой с волновым вектором к параллельным <0> (к—>0) и вектором поляризации ]* параллельным <0>.