Влияние деформации на мартенситные превращения и эффект памяти формы в сплавах на основе никелида титана

• Автор: Малеткина, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 176 с.

Содержание

Введение
1. Мартенситные превращения и эффекты памяти формы в сплавах на основе Тт№
1.1 Диаграмма состояния и кристаллическая структура Р-фазы
никелида титана
1.2. Диаграмма мартенситных превращений никелида титана и

сплавов на его основе
1.3. Кристаллическая структура и кристаллографические характеристики мартенситных фаз в никелиде титана
1.4. Эффекты памяти формы в сплавах на основе ТІМ
1.4.1. Влияние внешнего напряжения на мартенситные превращения
1.4.2. Структурный механизм мартенситной деформации и эффекта памяти формы
1.4.3 Связь мартенситной деформации и эффектов памяти формы с механическими свойствами в сплавах на основе ТІМ
1.4.4 Влияние предварительной пластической деформации на параметры эффектов памяти формы
2. Постановка задачи. Материалы и методы исследования
2.1. Постановка задачи
2.2. Материалы и методы исследований
3. Влияние внешней нагрузки на параметры эффекта памяти формы в сплавах на основе никелида титана
3.1. Обратимое изменение формы в сплавах на основе никелида
титана
3.2 Влияние внешнего напряжения на параметры эффекта памяти формы и температурные интервалы мартенситных пре-

вращений сплава ТН
4. Влияние деформации на мартенситные превращения и эффекты
памяти формы в двойных сплавах на основе Тї№
4.1. Влияние пластической деформации на характеристические температуры мартенситных превращений в сплавах на основе Ті№
4.2. Влияние деформации на эффекты памяти формы
5. Влияние температурно-силового воздействия на характеристики
эффекта памяти формы в сплавах на основе Ті№ Ю7
5.1. Влияние температуры на изменение внутренних напряжений предварительно деформированного сплава на основе ТМ ... 8
5.2. Структурные превращения при эффекте памяти формы в температурном интервале Мн -г в сплавах на основе ТіІЧі * *
5.3. Температурная зависимость изменения напряжений при охлаждении после деформации сплавов на основе Ті№
5.4. Влияние деформации на характеристики кристаллических структур сплаваТН
Приложение. Разработка имплантируемых конструкций дилати-руютних систем из сплавов на основе Ті№ в оториноларингологии
1. Эндопротез-дилататор для формирования лобно-носового соустья
2. Дистракторы-носорасширители для эндоназальной хирургии
Выводы
Литература
Введение
В 50 - 60-е годы были открыты необычные свойства памяти формы и сверхэластичности при фазовых превращениях мартенситного типа у целой серии сплавов на основе цветных и благородных металлов. Научной основой для понимания этих свойств в металлических материалах явилось представление о фазовых переходах в твёрдом теле и термоупругом равновесии при фазовых переходах мартенситного типа, развитое Г.В. Курдю-мовым и Л.Г. Хандросом в конце 40-х годов [1-3]. Широкие перспективы практического использования уникальных свойств сплавов активизировали экспериментальные и теоретические исследования мартенситных превращений и обусловленных ими эффектов памяти формы и сверхэластичности, что привело к созданию новых научных направлений на стыке физики, техники и медицины [4-7].
Использование сплавов с памятью формы в конкретных конструкциях и устройствах требует специального исследования, выбора и разработки сплавов с определёнными параметрами формоизменения применительно к каждому техническому решению с учётом конструктивных особенностей и условий использования.
Основные направления применения сплавов с памятью формы в медицине связаны с использованием их меняющихся физико-механических свойств при изменении температуры, напряжения и деформации. Наряду с общими требованиями высокой прочности и пластичности, упругости и жёсткости, износостойкости и вязкости разрушения к механическим свойствам сплавов, проявляющих эффекты памяти формы, предъявляются специальные требования - высокая степень восстановления формы (то есть низкий уровень недовозврата г|), большая величина обратимой деформации при нагреве (Бобр), низкие значения напряжения мартенситного сдвига в мартенситном состоянии (ст;), способность сплавов создавать в заданном температурном интервале значительные по величине напряжения

словлено не столько внешними нагрузками, сколько внутренними причинами (выигрышем свободной энергии), и поэтому внешние напряжения играют роль определённого возмущающего фактора.
1.4.2. Структурный механизм мартенситной деформации и эффекта
памяти формы
Мартенситная деформация в сплавах на основе ТТ№ реализуется при изотермическом нагружении материала в температурном интервале ниже Ма, либо при изменении температуры в ходе МП под внешним напряжением, когда само МП выступает в роли способа деформации, и может сопровождаться обычным необратимым пластическим течением. В определённых условиях, обеспечивающих термоупругое мартенситное превращение, мартенситная деформация является обратимой, т.е. может быть полностью устранена в результате изотермической разгрузки или нагрева до температур обратного МП [11,62,78]. Изменения температуры, внешние и внутренние напряжения оказывают значительное влияние на развитие термоупругих мартенситных превращений и определяют величину мартенситной деформации. Обратимость её проявляется тем отчётливее, чем менее выражены различные релаксационные процессы, приводящие к утрате когерентности и подвижности межфазной границы [10].
Проявлениями обратимой мартенситной деформации при изотермической нагрузке в интервале температур Мн г Ма является сверхэластичность, а в чисто мартенситном состоянии ферроэластичность (ферроупругость). Обратимость мартенситной деформации (сохраняющейся после изотермической разгрузки в температурном интервале Мн т Мк) при нагреве до температур обратного превращения лежит в основе эффекта памяти формы.
В термодинамическом смысле мартенситная деформация всегда необратима, то есть сопровождается рассеянием энергии [11,98,99]. Иными ело-