Диссертация (1149859), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Поэтому авторы [85,102] предположили, что во время обратногоперехода происходит процесс разупрочнения сплава, то есть релаксация материала.В таком случае, если величина упрочнения, приобретаемая сплавом во времяпрямого перехода, становится равной величине разупрочнения, происходящего вовремя обратного перехода, то скорость накопления пластической деформациивыходит на постоянное значение. Для проверки данной гипотезы провелиисследованиевлияниятермоциклированияподнагрузкойвнеполномтемпературном интервале обратного мартенситного превращения на свойства сплаваTi50Ni50. Исследование провели согласно методике, описанной в пункте 2.2.4.Были получены зависимости ε(T) при термоциклировании сплава Ti50Ni50поднапряжением 50 МПа через 0,25, 0,5, 0,75 и 0,94 доли температурного интервалаобратного превращения.

По зависимостям ε(T) вычислили величины изменениядеформации при максимальной температуре термоцикла - ΔεА и изменениядеформации при температуре 30 °С- ΔεМ, как показано на рисунке 32.97M , %140,9420,750,50,2500102030NРисунок 53 Зависимости ΔεМ(N), полученные при термоциклировании сплаваTi50Ni50 под нагрузкой 50 МПа через различную долю температурного интервалаобратного мартенситного превращения. Цифрами у кривых указана долятемпературного интервала обратного мартенситного превращения.На рисунке 53 представлены зависимости изменения деформации притемпературе 30 °С от номера термоцикла.

Видно, что чем меньше была доляобратного мартенситного превращения, тем меньше величина ΔεМ. Изменениевеличины ΔεМ может быть связано как с возрастанием величины фазовойдеформации, так и с накоплением пластической деформации.Нагрев в каждом цикле осуществляли до одной и той же температуры, поэтомуобъѐмная доля материала, испытывающего мартенситные превращения должнаоставаться практически неизменной. При этом нет основания полагать, чтоматериал, остающийся в мартенситном состояние, может менять свои свойства.Поэтому единственный вклад в величину ΔεА, даѐт накопление пластическойдеформации.981А , %20,940,7510,50,2500102030NРисунок 54 Изменение ΔεА(N) при термоциклировании сплава Ti50Ni50 под нагрузкой50 МПа через различную долю температурного интервала обратного мартенситногопревращения. Цифрами у кривых указана доля температурного интервала обратногомартенситного превращения.Нарисункепредставлены54зависимостиΔεА(N),полученныепритермоциклировании сплава Ti50Ni50 под нагрузкой 50 МПа через различную долютемпературного интервала обратного мартенситного превращения.

Видно, что суменьшениемдолитемпературногоинтервалаобратногомартенситногопревращения величина ΔεА падает.На рисунке 55а представлены зависимости скорости изменения величины ΔεАот числа термоциклов циклов, аппроксимированные по формуле:.Видно, что если доля температурного интервала обратного мартенситногопревращения была меньше 0,75, то скорость изменения величины Δε А, с некоторогоцикла достигала значения близкого к нулю. При этом, чем меньше была долятемпературного интервала обратного мартенситного превращения, тем быстреескорость изменения величины ΔεА достигала постоянного значения и тем меньшебыло значение асимптотыдля еѐ аппроксимации (рисунок 55б).99d  AdNаa10,920,750,50,250,2б0,0150,0100,10,0050,0000,0010200,2530 N0,500,751,00 Рисунок 55 Зависимости скорости изменения величины ΔεА от номера термоцикла(а) и зависимость асимптотыдля еѐ аппроксимации от доли температурногоинтервала обратного мартенситного превращения (б) при термоциклировании сплаваTi50Ni50 под нагрузкой 50 МПа через различную долю температурного интервалаобратного мартенситного превращения.Также были получены зависимости ε(T) при термоциклировании сплаваTi50Ni50 под напряжением 200 МПа через 0,25 и 0,5 доли температурного интервалаобратного превращения.Нарисунке56представленызависимостиΔεА(N),полученныепритермоциклировании сплава Ti50Ni50 под нагрузкой 200 МПа через различную долютемпературного интервала обратного мартенситного превращения.

Видно, чтозависимостьвеличиныΔεАотдолитемпературногоинтервалаобратногопревращения стала ещѐ более значительной.Так как величина ΔεА в первую очередь связана с накоплением пластическойдеформации, то выход скорости изменения величины ΔεА на значение близкое кнулю свидетельствует о том, что материал упрочнился настолько, что накоплениепластической деформации практически прекращается. Это происходит тем быстрее,чем меньше была доля температурного интервала обратного мартенситногопревращения. При этом нулевого значения скорость изменения величины ΔεАдостигает только при термоциклировании через долю температурного интерваламеньше 0,75.

Следовательно, во время обратного мартенситного превращения100происходит разупрочнение сплава. Чем больше доля обратного мартенситногопревращения, тем в большей степени происходит разупрочнение сплава и тембольше пластическая деформация может быть накоплена в следующем термоцикле,в основном разупрочнение происходит на завершающем этапе обратногомартенситного превращения. При термоциклировании в температурном интервалемартенситных превращений скорость накопления пластической деформациистановиться постоянной в том случае, когда величина упрочнения, приобретѐннаяматериалом во время прямого превращения, становиться равной величинеразупрочненияматериала во времяобратногопревращения.

Сам процессразупрочнения возможно связан, как с протекающим обратным мартенситнымпревращением, так и с релаксацией материала, связанной с выдержкой приотносительно высокой температуре.A , %1403020100,50,2500102030NРисунок 56 Изменение ΔεА(N) при термоциклировании сплава Ti50Ni50 под нагрузкой200 МПа через различную долю температурного интервала обратного мартенситногопревращения. Цифрами у кривых указана доля температурного интервала обратногомартенситного превращения.Таким образом, получены экспериментальные свидетельства в пользупредположения,сделанногоавторами[85,102],осуществованиепроцесса101разупрочнениявовремяобратногомартенситногопревращенияпритермоциклировании сплавов с памятью формы через температурный интервалмартенситных превращений.1023.2.4.

Обсуждение результатов разделов 3.2.1-3Результаты экспериментов показали, что в процессе термоциклированиясплава Ti50Ni50 через температурный интервал мартенситных превращений подпостоянным напряжением в образце накапливается необратимая деформация, приэтом меняются параметры эффектов памяти формы (величина и температура). Приисследовании влияния термоциклирования в интервале температур неполногопрямого перехода на функциональные свойства сплава TiNi установлено, чтонакопление необратимой деформации происходит в основном на завершающейстадии прямого мартенситного перехода. Для того, чтобы понять причинынакоплениянеобратимойдеформациирассмотримособенностипроцессов,сопровождающих появление мартенситных кристаллов при охлаждении безнапряжения и под нагрузкой.В случае охлаждения в ненапряжѐнном состоянии в сплаве на основе TiNiобразуются 24 кристаллографически - эквивалентных варианта мартенситной фазыB19´, соответствующих 24-м вариантам сдвиговой деформации, переводящейкубическую решѐтку B2 в моноклинную B19´ [1].

Поскольку образование всехвариантов равновероятно, то макроскопическое изменение формы образцов ненаблюдается. Если при превращении на материал действует внешняя нагрузка, топервыми возникают те кристаллы ("благоприятные кристаллы") мартенсита, которыесопровождаются сдвигом сонаправленным с действующим напряжением, посколькусогласно уравнению типа Клаузиса - Клайперона для мартенситных превращений:Мн- температура начала превращения для них будет выше. Это приводитк тому, что объѐмная доля благоприятно ориентированных кристаллов будетбольше, чем доля остальных вариантов мартенсита. В этом случае, деформациясдвига сопровождающая превращение из аустенита в мартенсит не будет103скомпенсирована, и в образце возникнет макроскопическая деформация.

Характеристики

Список файлов диссертации