Диссертация (1150440), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Было обнаружено, что, независимоот типа эффекта обратимой памяти формы, величина реактивных напряжений ипри нагревании, и при охлаждении незначительна, а кинетика имеет сложныйреверсивный характер. Кроме того, было установлено, что закономерностиявлениягенерацииреактивныхнапряженийприреализацииэффектоводнократной и обратимой памяти формы качественно и количественно сходны.Обратимый эффект памяти формы как результат термоциклическойтренировки под нагрузкой был целью исследования, результаты которогоизложены в работе [79]. Объектом исследования служил сплав TiNiCu с108температурой Мf = 285K. Образцы термоциклировали под постоянной нагрузкой.Было установлено, что обратимая память мартенситного типа наблюдаетсянезависимоотзначенийнапряжения,прикоторомпроводилитермоциклирование, и числа термоциклов, исключение составляет лишь случайочень больших напряжений (300 МПа).
Величина ОПФ существенно зависит отчисла предварительных теплосмен под нагрузкой: чем выше число термоциклов –тем больше эффект, при одном и том же значении пластической деформации.Также термоциклическая обработка сплавов на основе никелида титана поддействием внешней нагрузки может приводить к возникновению двух ОПФпротивоположных знаков.В работе [82] исследовали влияние длительного вылеживания, термическойи термомеханической обработок на величину и стабильность обратимого эффектазапоминания формы в сплавах на основе TiNi. Результаты экспериментовпоказали, что эффект обратимой памяти формы мартенситного типа имеетнаибольшуютермоциклическуюстабильность,асплав,предварительноподвергнутый высокотемпературной термомеханической обработке обладаетстабильной и максимальной по модулю величиной обратимой деформации.Высокотемпературную термомеханическую обработку осуществляли прокаткойпри температуре 800C со скоростью деформирования 8с-1.Цель работы [95] заключалась в изучении ЭПФ при различных видахсложного предварительного деформирования.
В качестве объекта был выбрансплавTiNiпримерноравноатомногосоставасхарактеристическимитемпературами Ms = 30°С, Mf = -30°С, As = 60°С, Af = 150°С, деформированиепроводили кручением. Полученные результаты показали, что, варьируя путинагружения, степень и температуру деформации, можно инициировать не толькообычное формовосстановление, но и создать условия для возникновенияреверсивного эффекта памяти формы (РЭПФ), то есть наблюдали однократныйреверсивный ЭПФ, проявляющийся только на этапе нагревания предварительнодеформированного металла.
Далее исследование эффекта реверсивной обратимойпамяти формы было продолжено в работе [96]. В работе использовали образцы из109сплава: Ti-46,8 ат. %Ni-3,2 ат. % Cu и Ti-47,5 ат. % Ni-2,5ат. % Fe.Предварительно отожженные при 790К в течение 3 часов образцы деформироваликручением.В процессе исследования были сформулированы и экспериментальноподтвержденыпредположительныеусловияинициированияЭРОПФ:1)формирование в сплаве ОПФ обоих типов; 2) возможность реализации двух типовобратимойпамятиформы(мартенситнойиаустенитной)вразличныхтемпературных интервалах. Эти условия в общем случае являются достаточными,но не необходимыми для реализации эффекта и не зависят от состава сплава.
Также было выдвинуто предположение, что формирование ЭРОПФ возможно из-засложных температурно-механических механизмов релаксации ориентированныхмикронапряжений в условиях сильной стесненности деформаций.Следует отметить, что способы получения РЭПФ и ЭРОПФ, предложенныев работах [95, 96], были достаточно сложны. Все они представляли собоймногостадийные термомеханические процедуры. Один из этих способов,например, заключался в том, что сплав нагружали в аустенитном состояниинекоторой нагрузкой, начинали охлаждать через интервал прямого мартенситногопревращения,приэтомначиналреализовыватьсяэффектпластичностипревращения.
Затем, внутри температурного интервала прямого мартенситногопревращения меняли знак приложенной нагрузки на противоположный ипродолжалиохлаждение.Теперьдеформация,приобретаемаязасчетпластичности превращения, изменялась в противоположном направлении. Врезультате такой процедуры материал приобретал практически нулевуюостаточную деформацию после разгрузки в мартенситном состоянии. Припоследующем нагревании в свободном состоянии через интервал температуробратного мартенситного превращения наблюдали реверсивный однократныйэффект памяти формы, а во втором цикле – эффект реверсивной обратимойпамяти формы. Другой способ заключался в последовательной реализацииэффекта пластичности превращения при охлаждении через интервал прямогомартенситного превращения под постоянным напряжением, а затем – активным110деформированием в мартенситном состоянии в направлении, противоположномприложенному на этапе охлаждения напряжению.
Заметим, что в обоих случаяхэффект реверсивной обратимой памяти формы формировался только за счетобратимой памяти формы мартенситного типа, инициированной в различныхобластях объема сплава.Нами был обнаружен новый способ инициации эффекта однократнойреверсивной памяти формы и эффекта реверсивной обратимой памяти формы –деформирование сплава, находящегося в аустенитном состоянии, до некоторойостаточной деформации. После деформирования образцы термоциклировали, припервом цикле нагрева-охлаждения наблюдали реверсивный эффект памятиформы, при последующих – эффект реверсивной обратимой памяти формы.Рисунок 5.1.
Зависимость деформации от температуры при нагреваниии охлаждении сплава TiNi после деформирования высокоскоростнымрастяжением в аустенитном состоянии при температуре 130С до13,7% остаточной деформации.Изменение деформации образца при первом после нагружения нагревании ипоследующем охлаждении показано на Рисунке 5.1. При первом нагреваниинаблюдали однократный эффект памяти формы, свидетельствующий о том, что впроцессе предварительного деформирования частично произошло прямоемартенситное превращение и образовался устойчивый остаточный мартенсит,111несмотря на то, что деформирование проводили в аустенитном состоянии притемпературе 130 °С. При охлаждении наблюдаемое изменение деформации явнопредставляет собой реверсивную обратимую память формы.В последующих термоциклах наблюдали уже только эффект реверсивнойобратимой памяти формы, который представлен на Рисунке 5.2.Рисунок5.2.
Реверсивная обратимая память формы в сплаве TiNiэквиатомного состава после деформирования растяжением в аустенитномсостоянии при температуре 130С до 13,7% остаточной деформации.Для того чтобы проверить предположение о сосуществовании обратимойпамяти формы двух типов, связанной только с мартенситным превращением,были проведен следующий опыт.
Образец нагревали через интервал обратногомартенситного превращения до 130С, переводя его в аустенитное состояние, иохлаждали до температуры 77С, которая находится выше температуры началапрямого мартенситного превращения, а затем снова нагревали до 130С (Рисунок5.3). При охлаждении от температуры 130С, находящейся выше интервалаобратного мартенситного превращения, вплоть до температуры начала прямогомартенситного превращения и последующем нагревании никакие значимыедеформационные эффекты не наблюдали.
Это свидетельствует о том, что все112деформационные процессы, отличающиеся от температурного расширениясжатия, действительно, связаны только с мартенситным превращением [97, 98].Рисунок 5.3. Зависимость деформации сплава TiNi от температуры принагревании до 130С, охлаждении до 77С и последующем нагреве до 130С иохлаждении.Далее была сделана попытка выделить по-отдельности обратимую памятьаустенитного и мартенситного типов. Для выделения обратимой памяти формыаустенитного типа образец нагревали через интервал обратного мартенситногопревращения до 130С, охлаждали до 68С, которая примерно соответствоваламинимуму на кривой, представляющей реверсивную обратимую память формыпри охлаждении (Рисунок 5.2.), а затем снова нагревали до 130С (Рисунок 5.4).При достижении температуры начала прямого мартенситного превращения вовремя охлаждения наблюдали сжатие образца, что соответствует обратимойпамяти аустенитного типа, учитывая, что предварительное деформирование ваустенитномсостоянииосуществлялирастяжением.Припоследующемнагревании также реализуется ОПФ аустенитного типа (удлинение принагревании).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
