Диссертация (1149136), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Первый нагревпосле деформирования реализует однократный эффект памяти формы, а36недовозврат свидетельствует о генерации внутренних напряжений, действиекоторых таково, что при охлаждении накапливается деформация, сонаправленнаяс предварительным деформированием, то есть изменение деформации происходит«с тем же знаком», условно «положительным».Эффект обратимой памяти формы аустенитного типа возникает в материале,деформированном в аустенитном состоянии.
При охлаждении через интервалпрямого мартенситного превращения деформации изменяется разнонаправленно спредварительным деформированием, то есть изменение деформации происходит«с противоположным знаком», условно «отрицательным».Если сплав находится в смешанном фазовом состоянии, то деформируютсяобе фазы, что приводит к появлению реверсивной обратимой памяти формы [30,51], как результат взаимодействия обоих типов обратимой памяти формыодновременно (рисунок 1.21.). На графике наблюдается как положительнонаправленное накопление деформации при нагреве образца, что являетсярезультатом обратимой памяти формы мартенситного типа, так и отрицательнонаправленное движение, что является результатом ОПФ аустенитного типа.Рис.
1.21. Зависимость деформациисплава TiNi от температуры.Реверсивная обратимая памятьформы после квазистатическогосжатия при температуре 115оС [30].Подобно тому, как при анализе зависимостей ЭПФ от температурыиспытания был использован коэффициент возврата деформации εsm/εres, дляизбавления от имеющегося, хоть и небольшого, разброса остаточных деформацийв разных образцах, при анализе зависимостей величины обратимой памяти формыот температуры предварительного деформирования было использовано отношение37εtwsm/εp.
Здесь εtwsm – величина деформации за счет ОПФ, εp – необратимаяпластическая деформация (εp = εres – εsm).На рисунке 1.22 приведены зависимости отношения εtwsm/εp величиныэффекта обратимой памяти формы к необратимой пластической деформации оттемпературы, при которой проводили нагружение (как растяжение, так и сжатие).Как было сказано ранее, значения ОПФ мартенситного типа принято обозначатькак положительные, а аустенитного – как отрицательные.а)б)Рис.1.22. Зависимость отношения εtwsm/εp от температуры предварительногодеформирования растяжением (а) и сжатием (б):Ο,– ОПФ мартенситного типа; ◊, ♦ – ОПФ аустенитного типа.Ο, ◊ – квазистатическое нагружение;,♦–высокоскоростное нагружение.Что касается обратимой памяти формы мартенситного типа – она ведет себяподобно однократному эффекту памяти формы. В случае испытаний на растяжениепредварительное квазистатическое деформирование при любой температуреинициирует более существенное проявление эффекта ОПФ мартенситного типа.
Вслучае испытаний на сжатие наблюдается аналогичная ЭПФ особенность: винтервале температур до 60оС предварительное высокоскоростное сжатие влечетболее существенную ОПФ мартенситного типа, чем квазистатическое сжатие. Сувеличением температуры испытания соотношение меняется на противоположное,посколькуОПФмартенситноготипапослевысокоскоростногосжатия38уменьшаетсябыстрее.Тоесть,аналогичноЭПФ,предварительноевысокоскоростное деформирование сжатием в интервале температур 20-60оСпроявляет себя выгоднее с точки зрения реализации эффекта памяти формы, чегоне наблюдается в экспериментах на растяжение.
Особым является интервалтемператур от 100 до 130оС, в котором после квазистатического сжатиянаблюдается одновременное присутствие обратимой памяти аустенитного имартенситного типа, то есть реверсивная память формы [30,51]. Выраженнойреверсивной ОПФ после высокоскоростного сжатия получить не удалось, однако япредполагаю, что она может быть получена в интервале температур от 90 до 100оСЧто касается ОПФ аустенитного типа, в таком масштабе сказать трудно,поэтому на рисунке 1.23.
приведены те же графики, но испытания на растяжениеприведены в более подходящем масштабе.а)б)Рис.1.23. Зависимость отношения εtwsm/εp от температуры предварительногодеформирования растяжением (а) и сжатием (б):Ο,– ОПФ мартенситного типа; ◊, ♦ – ОПФ аустенитного типа.Ο, ◊ – квазистатическое нагружение;,♦–высокоскоростное нагружение.На графиках видно, что в испытаниях на растяжение поведение неоднозначно.Предварительное высокоскоростное растяжение в интервале температур 90-130оСприводит к более сильному проявлению ОПФ аустенитного типа. С ростомтемпературы испытания ситуация меняется на противоположную, но, в целом,39квазистатическоерастяжениепозволяетдостичьтехжевеличинОПФаустенитного типа, что и высокоскоростное растяжение, только при чуть болеевысоких температурах.
Однако, при испытаниях на сжатие, во-первых, величинаОПФаустенитноготипавсегдабольшепослепредварительноговысокоскоростного деформирования. Во-вторых, максимальнодостижимаявеличина ОПФ аустенитного типа почти в два раза больше, чем максимальнаявеличина обратимой памяти формы мартенситного типа. Значит, каким-то образомканалы деформирования аустенита более чувствительны к скорости внешнеговоздействия при сжатии, нежели каналы деформирования мартенсита. В-третьих,нельзя не обратить внимания на тот факт, что величина обратимой память формыаустенитного типа после динамического сжатия больше, чем после растяжения.Последний факт наглядно виден и на абсолютных величинах обратимой памятиформы (рисунок 1.24.).а)б)Рис.1.24. Зависимость величины ОПФ аустенитного типа от температурыпредварительного деформирования растяжением (а) [30] и сжатием (б):◊ – квазистатическое нагружение; ♦ – высокоскоростное нагружение.На рисунке 1.25 показаны зависимости отношения эффекта обратимойпамяти формы к необратимой пластической деформации от температурыпредварительного деформирования с учетом подхода к температуре испытания«сверху» или «снизу».
Из приведенных графиков видно, что испытания на40растяжение при этих температурах не ведут к возникновению обратимой памятиформы аустенитного типа вне зависимости от подхода к температуре испытания.ИмеющийсяэффектОПФмартенситноготипапослеквазистатическогорастяжения реализуется существенно сильнее, преимущественно при подходе ктемпературе испытания «сверху».а)б)Рис.1.25. Зависимость отношения эффекта обратимой памяти формы кнеобратимой пластической деформации от температуры предварительногодеформирования растяжением (а) и сжатием (б)Ο – квазистатическое деформирование;,♦–высокоскоростноедеформирование.Ο,, ♦ – нагрев от комнатной температуры; Ο,, ♦ – охлаждение от 180oC.Однако при высокоскоростных испытаниях на сжатие возникает ОПФаустенитного типа, причем при подходе к температуре испытания «сверху» онавозникает при 77оС, а при подходе к температуре испытания снизу – при 100оС.Возникшая ОПФ аустенитного типа при подходе сверху к 77, 87 и 100 оС имеетнаибольшее среди всех полученных величин ОПФ значение, соответственно.
При60оС не имеет значения ни скорость деформирования, ни вариант подхода ктемпературе испытания – все величины приблизительно равны.411.3.Результаты испытанийВышесказанное можно кратко резюмировать следующим образом.Величина эффекта памяти формы после высокоскоростного сжатия винтервале температур 20-60оС больше, чем после квазистатического сжатия.
Притемпературах 60-90оС они практически равны. При более высоких температурахэффект памяти формы после квазистатического сжатия проявляется сильнее.Эффект памяти формы, вызванный динамическим сжатием, убывает быстрее сростомтемпературыиспытания,чемвызванныйквазистатическимдеформированием.Обратимая память формы с ростом температуры испытания переходит изОПФ мартенситного типа в ОПФ аустенитного типа. Аналогично ЭПФ, обратимаяпамять формы мартенситного типа после высокоскоростного сжатия в интервалетемператур 20-60оС больше, чем после квазистатического сжатия, а с повышениемтемпературы испытания убывает быстрее.Величинаобратимойпамятиформыаустенитноготипапослевысокоскоростного сжатия всегда больше, чем после квазистатического сжатия,более того, величина обратимой памяти формы аустенитного типа больше, чемвеличина обратимой памяти формы мартенситного типа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
