Структура и механические свойства стареющего сплава Ti49Ni51 с эффектами памяти формы после механо-термической обработки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние механо-термической обработки на структуру и фазовые превращения стареющего сплава с эффектами памяти формы Ti–51 ат. % Ni. Выполнены механические испытания на растяжение в комплексе с исследованиями методами оптической и электронной микроскопии и рентгеновского анализа. Ультрамелкозернистая (УМЗ) структура сплава была создана методом многопроходной пластической деформации прокаткой и последующего отжига. Установлено, что сплав отличает высокий уровень механических свойств (предел прочности до 1550 МПа при относительном удлинении более 20%) благодаря высокодисперсному распаду и образованию УМЗ-структуры за счет рекристаллизации.

Об авторах

Н. Н. Куранова

Институт физики металлов УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: pushin@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18; Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

В. В. Макаров

Институт физики металлов УрО РАН

Email: pushin@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

В. Г. Пушин

Институт физики металлов УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: pushin@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18; Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Н. А. Попов

Институт физики металлов УрО РАН; Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: pushin@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18; Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Список литературы

  1. Ооцука К., Симидзу К., Судзуки Ю., Сэкигути Ю., Тадаки Ц., Хомма Т., Миядзаки С. Сплавы с эффектом памяти формы. М.: Металлургия, 1990. 224 с.
  2. Duering T.W., Melton K.L., Stockel D., Wayman C.M. (Eds.) Engineering Aspects of Shape Memory Alloys. Butterworth-Heineman: London, UK. 1990.
  3. Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана. Структура и свойства. М.: Наука, 1992. 161 с.
  4. Pushin V.G. Alloys with a Thermomechanical Memory: Structure, Properties, and Application // Phys. Met. Metal. 2000. V.90. Suppl.1. P. S68–S95.
  5. Brailovski V., Khmelevskaya I.Yu., Prokoshkin S.D., Pushin V.G., Ryklina E.P., Valiev R.Z. Foundation of heat and thermomechanical treatments and their on the structure and properties of titanium nickelide-based alloys // PhMM. 2004. V. 97. Suppl 1. P. S3–S55.
  6. Razov A.I. Application of titanium nickelide-based alloys in engineering // PhMM. 2004. V. 97. Suppl 1. P. S97–S126.
  7. Bonnot E., Romero R., Mañosa L., Vives E., Planes A. Elastocaloric effect associated with the martensitic transition in shape-memory alloys // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 125901.
  8. Cui J. Shape memory alloys and their applications in power generation and refrigeration / In Mesoscopic phenomena in multifunctional materials. Eds. A. Saxena, A. Planes; Springer, Germany. 2014. P. 289–307.
  9. Prokoshkin S.D., Pushin V.G., Ryklina E.P., Khmelevskaya I.Yu. Application of Titanium Nickelide–based Alloys in Medicine // Phys. Met. Metallogr. 2004. V. 97. P. S56–S96.
  10. Wilson J., Weselowsky M. Shape Memory Alloys for Seismic Response Modification: A State-of-the-Art Review // Earth. Spectra. 2005. V. 21. P. 569–601.
  11. Yoneyama T., Miyazaki S. Shape Memory Alloys for Medical Applications. Wordhead Publishing: Cambridge, UK. 2009.
  12. Dong J., Cai C., O’Keil A. Overview of Potential and Existing Applications of Shape Memory Alloys in Bridges // J. Bridg. Eng. 2011. V. 16. P. 305–315.
  13. Pushin V., Kuranova N., Marchenkova E., Pushin A. Design and Development of Ti–Ni, Ni–Mn–Ga and Cu–Al–Ni-based Alloys with High and Low Temperature Shape Memory Effects // Materials. 2019. № 12. P. 2616 (24 p.).
  14. Пушин В.Г., Волкова С.Б., Матвеева Н.М., Юрченко Л.И., Чистяков А.С. Структурные и фазовые превращения в квазибинарных сплавах системы TiNi–TiCu, быстрозакаленных из расплава. IV. Микроструктура кристаллических сплавов // ФММ. 1997. Т. 83. № 6. С. 149–156.
  15. Fu Y., Du H., Huang W., Zhang S., Hu M. TiNi-based thin films in MEMS applications: A review // Sens.Actuators A. 2004. V. 112. P. 398–408.
  16. Пушин А.В., Попов А.А., Пушин В.Г. Влияние отклонения химического состава от стехиометричского на структурные и фазовые превращения и свойства быстрозакаленных сплавов Ti50 + xNi25 – xCu25 // ФММ. 2012. Т. 113. № 3. С. 299–311.
  17. Пушин А.В., Попов А.А., Пушин В.Г. Влияние отклонения химического состава от квазибинарного разреза TiNi–TiCu на структурные и фазовые превращения в быстрозакаленных сплавах // ФММ. 2013. Т. 114. № 8. С. 753–764.
  18. Pushin V.G., Stolyarov V.V., Valiev R.Z., Kourov N.I., Kuranova N.N., Prokofiev E.A., Yurchenko L.I. Features of Structure and Phase Transformations in Shape Memory TiNi-Based Alloys after Severe Plastic Deformation // Ann. Chim. Sci. Mat. 2002. V. 27. P. 77–88.
  19. Pushin V.G., Valiev R.Z. The Nanostructured TiNi Shape-Memory Alloys: New Properties and Applications // Sol. St. Phenom. 2003. V. 94. P. 13–24.
  20. Pushin V.G. Structure, Properties, and Application of Nanostructures Shape Memory TiNi-Based Alloys / In book Nanomaterials by severe plastic deformation, Wiley-VCH Verlag GmbH &Co, Weinheim. 2004. P. 822–828.
  21. Pushin V.G., Valiev R.Z., Zhu Y.T., Gunderov D.V., Kourov N.I., Kuntsevich T.E., Uksusnikov A.N., Yurchenko L.I. Effect of Severe Plastic Deformation on the Behavior of Ti–Ni Shape Memory Alloys.// Mater. Trans. 2006. V. 47. P. 694–697.
  22. Valiev R., Gunderov D., Prokofiev E., Pushin V., Zhu Yu. Nanostructuring of TiNi alloy by SPD processing for advanced properties // Mater. Trans. 2008. V. 49. P. 97–101.
  23. Куранова Н.Н., Гундеров Д.В., Уксусников А.Н., Лукьянов А.В., Юрченко Л.И., Прокофьев Е.А., Пушин В.Г., Валиев Р.З. Влияние термообработки на структурные и фазовые превращения и механические свойства сплава TiNi, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением // ФММ. 2009. Т. 108. № 6. С. 589–601.
  24. Куранова Н.Н., Макаров В.В., Пушин В.Г. Влияние механо-термической обработки на структуру и механические свойства сплава Ti49.5Ni50.5 с эффектами памяти формы // ФММ. 2022. Т. 123. № 10. С. 1063–1071.
  25. Ren X., Miura N., Zhang J., Otsuka K., Tanake K., Koiwa M., Suzuki N., Chumlykov Y.I. A Comparative Study of Elastic Constants of Ti–Ni-based Alloys Prior to Martensitic Transformation // Mater. Sci. Eng. 2001. V. A312. P. 196–206.
  26. Лободюк В.А., Коваль Ю.Н., Пушин В.Г. Кристаллоструктурные особенности предпереходных явлений и термоупругих мартенситных превращений в сплавах цветных металлов // ФММ. 2011. Т. 111. № 2. С. 169–194.