Деформационные эффекты при структурных превращениях в монокристаллах никелида титана

• Автор: Хмелевский, Алексей Вадимович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Структурные, фазовые превращения и эффекты памяти формы в сплавах на основе никелида титана
1.1. Фазовые и структурные превращения в никелиде титана. Кристаллическая структура фаз
1.2. Механизмы термоупругого мартенситного превращения и эффект памяти формы.
Морфология и субструктура мартенсита
1.3. Влияние напряжения на термоупругое мартенситное превращение
1.4. Обратимый эффект памяти формы
1.4.1. Факторы, определяющие ориентированность мартенситного превращения, способы наведения эффекта, характеристики
1.4.2. Способы формирования ОЭПФ
1.4.3. Влияние последовательности структурных превращений в Ті-Иі на ОЭПФ
1.5. Влияние ТМО на ОЭПФ
1.5.1. Влияние ВТМО на характеристики ОЭПФ
1.5.2. Высокотемпературный ЭПФ и ОЭПФ, наведенные НТМО

1.6. Деформация монокристаллов никелида титана
2 Материалы и методы исследования
3 Дилатометрические эффекты обратного мартенситного превращения и старения в исходных и состаренных монокристаллах никелида титана
3.1 Деформация при мартенситных превращениях и старении в монокристаллах никелида титана: теоретические предпосылки
3.2 Деформация при мартенситных превращениях и старении в монокристаллах никелида титана: экспериментальное исследование
4 Высокотемпературные дилатометрические эффекты в поликристаллическом никелиде титана
5 Высокотемпературные дилатометрические эффекты в монокристаллах никелида титана
Выводы
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Сплавы, проявляющие эффект памяти формы (ЭПФ), находят все более широкое применение как функциональные материалы в разных областях техники. Из всех известных сплавов с памятью формы (СПФ) наилучшим сочетанием функциональных свойств, механических характеристик, коррозионной стойкости и биосовместимости обладают СПФ на основе никелида титана, с использованием которых создаются, в частности, уникальные медицинские устройства. При разработке новых поколений устройств с применением СПФ всегда возникает проблема целенаправленного регулирования и повышения комплекса функциональных свойств этих сплавов.
Дополнительные резервы управления комплексом свойств СПФ могут быть реализованы только на основе точного знания как фундаментальных структурных процессов и соответствующих деформационных явлений, протекающих в сплавах, так и чувствительности их к разнообразным термомеханическим воздействиям. Этим объясняется неослабевающий интерес исследователей к изучению особенностей фазовых и структурных превращений в СПФ, в т. ч. подвергнутых термической и термомеханической обработкам. Анализ существующего положения дел в этой области выявляет ряд вопросов, не нашедших пока однозначного толкования или недостаточно изученных. К ним относятся изложенные ниже и касающиеся природы “самопроизвольного” (в смысле отсутствия внешнего механического воздействия) формоизменения при мартенситных превращениях и высокотемпературном нагреве термомеханически обработанного никелида титана.
В СПФ на основе никелида титана в определенных условиях возникает обратимый ЭПФ (ОЭПФ). Он выражается в самопроизвольной обратимой деформации образца в циклах охлаждение-нагрев в температурном интервале мартенситных превращений (ТИМП) и повторяется многократно. В этом случае роль внешних напряжений, ориентирующих сдвиг при

Специфическим видом обратимого ЭПФ является «круговой» ЭПФ [53,54]. Круговой (всесторонний) эффект запоминания формы проявляется в стареющих сплавах и состоит в том, что если пластинку из такого сплава изогнуть в виде полукольца и состарить при определенной температуре, то при охлаждении она самопроизвольно примет исходную прямолинейную форму, а при дальнейшем охлаждении изогнется в полукольцо, но в противоположном начальному направлении. Данный эффект связан с возникновением полей напряжений от когерентных частиц первичных выделений, поэтому обязательным условием получения кругового эффекта является когерентная связь выделений с матрицей и отсутствие в материале дислокаций несоответствия. Важную роль при этом играют выделения фазы Тл3№4[52].
При содержании в сплаве до 52 ат.% № распад В2-фазы при старении начинается с выделения частиц фазы Т1з№4 [73, 74, 90-92], которые с увеличением времени выдержки или температуры обедняются до состава ТлзМз [82, 89]. При температуре более 600°С выделения могут сразу иметь состав или даже П№3. Выделяющаяся при старении фаза 'П31Й4 имеет
ромбоэдрическую структуру с а = 0,670 нм и а=113,8 0 [90], возникает в виде вытянутых в направлении [110]в2 частиц. В зависимости от размера частицы оказывают заметное влияние на процессы зарождения и роста мартенситных кристаллов [72]. Частицы размером до 100-300 нм наследуются образующимся мартенситом. При увеличении температуры старения, либо продолжительности времени выдержки, кристаллы мартенсита располагаются между частицами фазы. Это происходит, когда размер частиц становится соизмерим с размерами этих кристаллов.
По данным работы [75] можно сделать вывод о том, что выделение дисперсной метастабильной фазы Т1з№4 способствует возникновению ОЭПФ в сплаве П-Ж Для сплава с 52 ат.% М верхний предел выделения