Автореферат (1150862), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Вбиметалле “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” после отжигапри той же температуре наблюдали два пика выделения тепла при нагревании идва пика поглощения тепла при охлаждении. Эти пики соответствуют B2 ↔B19’превращениям, последовательно протекающим при различных температурах вдвух слоях TiNi, имеющих различный химический состав (Рис. 3, б). Послеотжига при температуре 450оС в богатых никелем слоях композитов наблюдалидвухстадийное B2→R→B19’ превращение при охлаждении, вызванноеобразованием частиц вторичной фазы Ti3Ni4.

В то же время эквиатомный слойкомпозита “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” претерпевал B2 ↔B19’ превращение притеплосменах. При нагревании во всех слоях имеет место B19’ B2 переход,Появление частиц фазы Ti3Ni4 в заникеленном сплаве Ti49,3Ni50,7 приводит нетолько к изменению последовательно превращений, но и существенно повышаетмикротвердость слоя (Рис. 3, в).Для исследования влияния соотношения толщин слоев на обратимуюдеформацию биметаллического композита, применяли методику трехточечногоизгиба с величиной предварительной деформации равной 5%. Полученныеданные показали, что в биметаллическом композите“сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7”9наибольшая величина обратимой деформации наблюдается в том случае, когдатолщина слоя TiNi составляет 60-65 % от общей толщины образца.

Вбиметаллическом композите “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” наибольшая величинаобратимой деформации наблюдается в том случае, когда толщина слояTi50Ni50составляет 55-60 % от общей толщины образца (Рис. 4).Способностькомпозитов(а)восстанавливать неупругую деформацию припервом нагреве после деформации оценивалипо величине εПФ и коэффициенту возврата К,который вычисляли по формуле К= εПФ/ εост.Установлено, что в биметаллическом образце“сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” отожженном при600оС 1 час, по мере возрастанияпредварительнойдеформациивеличинаэффекта памяти формы увеличивается до 3%, а(б)затем уменьшается. Если биметалл подвергалиотжигу при температуре 450оС в течение 2-хчасов, то величина эффекта памяти формымонотонно возрастала при увеличениипредварительной деформации.

Различие взависимостях ПФ(ост), обнаруженное вбиметаллах,подвергнутыхразличнойтермообработке, по-видимому, обусловлено(в)различиемдислокационногопределатекучести. В слое Ti49,3Ni50,7 после отжига 450оС 2ч присутствуют частицы фазы Ti3Ni4,которые упрочняют сплав и затрудняютдислокационное скольжение, поэтому впроцессе предварительной деформации вкладпластической деформации в остаточнуюдеформацию мал. В результате, большая частьостаточной деформации восстанавливаетсяпри нагревании. Поэтому с ростом остаточной Рис. 3.

Калориметрические кривые,деформациивозрастаетдеформация полученные при охлаждении ибиметаллов “сталь Х18Н10Твосстанавливаемая при нагревании. При нагревании–Tiи “Ti49,3Ni50,7 –49,3Ni50,7”(а)отжиге 600 оС 1ч частицы Ti3Ni4 растворяются, Ti50Ni50”(б), подвергнутых различнойИзменениечтосущественнопонижаетпредел термообработке.распределениямикротвердостидислокационного скольжения, поэтому в направлении, перпендикулярном квпроцессе предварительной деформации в сварному шву в биметалле“Ti49,3Ni50,7 –послеразличныхсплавенакапливаетсяпластическая Ti50Ni50”термообработок (в).деформация, которая не восстанавливается принагревании.

Чем больше предварительнаядеформация, тем больше пластическая деформация и тем меньше деформациивернется при нагревании.Аналогичные закономерности установлены для биметалла “Ti49,3Ni50,7 –Ti50Ni50”. Таким образом, полученные результаты показали, что биметаллы,10отожженные при температуре 450оС, демонстрируют более высокую способностьк формовосстановлению, чем биметаллы подвергнутые отжигу при температуре600оС, что связано с влиянием температуры отжига на упрочнение сплава за счетобразования дисперсных частиц вторичных фаз.(а)(б)Рис.

4 . Изменение обратимой деформации при изменении соотношения толщин слоев вбиметаллических композитах“сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7”(а) и “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50”(б). Коэффициентk – отношение толщины функционального слоя к общей толщине биметаллического композита.Функциональные свойства биметаллических композитов оценивали по ихспособности обратимо изменять деформацию при теплосменах. На Рисунке 5представлены зависимости обр(ост), полученные в первом и пятом термоциклахв биметаллических композитах, подвергнутых различной термомеханическойобработке. Показано, что в том случае, когда величина остаточной деформации вбиметалле “сталь Х18Н10Т – Ti49,4Ni50,6” не превосходит 2%, обратимойдеформации в образце не наблюдается. Это связано с тем, что придеформировании до 2 %в композите не возникают напряжения, способныеинициировать эффект пластичности превращения при охлаждении.

В образцах состаточной деформацией более 2%, наблюдается обратимое изменениедеформации при охлаждении и нагревании. Величина обратимой деформациизависит от номера термоцикла. Так в образцах с остаточной деформацией 7%термоциклирование приводит к увеличению обр, а в образцах, деформированныхболее, чем на 7% теплосмены приводят к уменьшению величины обратимойдеформации вследствие известного эффекта уменьшения пластичностипревращения в процессе термоциклирования при больших напряжениях.Максимальное значение величины обр в биметалле “сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7”после отжига при температуре 600оС наблюдали в образце с остаточнойдеформацией 8,7%.

Установлено, после отжига при температуре 450оС вбиметалле “сталь Х18Н10Т – Ti49,3Ni50,7” обратимая деформация наблюдается прилюбом значении ост. С увеличением ост величина обратимой деформацииприближается к 1% и далее слабо меняется. Дальнейшее термоциклированиеприводит к уменьшению величины обр до среднего значения 0,6% при любомзначении остаточной деформации.

Результаты исследования влияниятемпературы термообработки на функциональные свойства биметаллическогокомпозита “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” показали, что термообработка оказываетсущественное влияние на вид зависимости обр(ост). Так, в образцах,подвергнутых отжигу при 600оС, величина обратимой деформации возрастает до0,5 % при увеличении ост до 4%. При дальнейшем увеличении ост величина11обратимой деформации уменьшается и при 8,1% составляет 0,3%.Термоциклирование слабо влияет на величину обратимой деформации прилюбых значениях величины остаточной деформации. Установлено, что вобразцах, отожженных при температуре 450оС в течение 2-х часов, обратимаядеформация резко возрастает и её максимальное значение 0,83% достигается приост=8%. Термоциклирование приводит к увеличению обратимой деформации на0,05 – 0,1 % при ост>2%.(а)(б)(г)(в)Рис.

5. Зависимости обратимой деформации, измеренной в первом и пятом термоциклах,от остаточной деформации, полученные в биметаллических композитах “сталь Х18Н10Т– Ti49,4Ni50,6” (а, в) и “Ti49,3Ni50,7 – Ti50Ni50” (б, г) после термообработки 600оС 1 час (а, б)и 450 оС 2 часа (в, г).Таким образом, проведенные в работе исследования позволили установитьосновные закономерности влияния геометрических параметров биметалла,термообработки и предварительной деформации на функциональные свойствабиметаллических композитов разного состава.

Полученные результаты показали,что термобиметаллы с эффектом памяти формы, полученные сваркой взрывом,проявляют такое же изменение деформации при многократных теплосменах, каки обычные термомеханические приводы, следовательно, они могут быть успешноиспользованы при разработке таких устройств.Раздел3.2посвящен(а)(б)теоретическому описанию имоделированию механическогоповедениядвухслойныхкомпозитов,состоящихизупруго-пластического слоя ислоя из материала с эффектомРис.6.Схематическоеизображениеучасткабиметаллической пластины (а) с указанием распределенияпамяти формы.напряжений в нем (б).12Описана модель биметаллического композита и сформулированыупрощения и гипотезы принятые для её построения, основанные на моделесформулированой Волковым А.Е.

и Евард М.Е. Полагали, что изгиб происходиттолько в плоскости yz (Рис. 6),а напряженное состояние в биметалле одноосное.Кроме этого были приняты следующие гипотезы: 1) напряжения в каждом слоераспределены по линейному закону; 2) продольные силы равны нулю; 3)предполагается неразрывность деформаций на границе соединения двух слоев; 4)для биметалла справедлива гипотеза плоских сечений.

Характеристики

Список файлов диссертации