Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Термомеханические свойства сплава Ni50Ti50 после РКУП и кручения под высоким давлением

В. С. Калашников, В. А. Андреев, В. В. Коледов, Д. В. Гундеров, А. В. Петров, В. Г. Шавров, Д. В. Кучин, Р. М. Гизатуллин

Аннотация


Исследованы термомеханические свойства сплава Ni50Ti50 с эффектом памяти формы после равноканального углового прессования, кручения под давлением 6 ГПа при числе оборотов 0,5 и 2, а также последующей термической обработки (закалки или отжига). Определены параметры термоупругого фазового превращения образцов в разных состояниях. Проведен их рентгеноструктурный анализ. Показано, что увеличение степени деформации при кручении под высоким давлением до 2 оборотов приводит к увеличению степени аморфизации структуры образца и увеличению критических напряжений до 3000 МПа, а увеличение степени деформации до 0,5 оборота позволяет повысить обратимую изгибную деформацию до 16 % при напряжениях до 1210 МПа.

Ключевые слова


phase transitions; shape memory effect; thermoelastic martensitic transformation; equal channel angular pressing; high-pressure torsion; x-ray diffraction analysis

Полный текст:

PDF

Литература


Otsuka K., Ren X. Physical metallurgy of Ti - Ni-based shape memory alloys // Prog. Mater. Sci. 2005. V. 50. P. 511 - 678.

Столяров В. В., Прокофьев Е. А., Прокошкин С. Д. и др. Структурные особенности, механические свойства и эффект памяти формы в сплавах tini, полученных равноканальным угловым прессованием // ФММ. 2005. Т. 100, № 6. С. 91 - 102.

Valiev R. Z., Gunderov D. V., Lukyanov A. V., Pushin V. G. Mechanical behavior of nanocrystalline TiNi alloy produced by severe plastic deformation // J. Mater Sci. 2012. V. 47. P. 7848 - 7853 (DOI 10.1007/s10853-012-6579-8).

Jani J. M., Leary M. N., Subic A., Gibson M. A. A review of shape memory alloy research, applications and opportunities // Materials & Design. April 2014. V. 56. P. 1078 - 1113.

Калашников В. С., Андреев В. А., Коледов В. В. и др. Термомеханические свойства микропроволок из сплава Ni49,9Ti50,1, изготовленных из прутков, прошедших теплую ковку и комбинацию РКУП и теплой ковки // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 12 (DOI 10.30898/1684-1719.2019.12.16).

Valiev R. Z., Gunderov D. V., Lukyanov A. V., Pushin V. G. Mechanical behavior of nanocrystalline TiNi alloy produced by severe plastic deformation // J. Mater Sci. 2012. V. 47. P. 7848 - 7853 (DOI 10.1007/s10853-012-6579-8).

Benakan O., Noebe R. D., Padula S. A. et al. Thermomechanical cycling of a NiTi shape memory alloy-macroscopic response and microstructural evolution // International Journal of Plasticity. 2014. V. 56. P. 99 - 118.

Столяров В. В., Прокофьев Е. А., Прокошкин С. Д. и др. Структурные особенности, механические свойства и эффект памяти формы в сплавах TiNi, полученных равноканальным угловым прессованием // ФММ. 2005. Т. 100, № 6. С. 91 - 102.

Zeng Z.-Y., Hu C.-E., Cai L.-C. et al. First-principles determination of the structure, elastic constant, phase diagram and thermodynamics of NiTi alloy // Physica B: Condensed Matter. 2010. V. 405(17). P. 3665 - 3672 (doi: 10.1016/j.physb. 2010.05.062).

Гундеров Д. В., Куранова Н. Н., Лукьянов А. В. и др. Применение интенсивной пластической деформации кручением для формирования аморфного и нанокристаллического состояний в большеразмерных образцах сплава TiNi // ФММ. 2009. Т. 108, № 2. С. 139 - 146.

Валиев Р. З., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 272 с.

Калашников В. С., Коледов В. В., Кучин Д. С. и др. // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 2. С. 139 - 145.

Калашников В. С., Коледов В. В., Кучин Д. С. и др. // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 2. С. 139 - 145.

Калашников В. С., Андреев В. А., Коледов В. В. и др. Функциональные характеристики и фазовые превращения прутковых полуфабрикатов из сплавов NiTi с эффектом памяти формы // МиТОМ. 2019. № 8. С. 45 - 51.

Prokoshkin S. D. et al. Alloy composition, deformation temperature, pressure and post-deformation annealing effects in severely deformed Ti - Ni based shape memory alloys // Acta Materialia. 2005. V. 53. P. 2703 - 2714.

Калашников В. С., Мусабиров И. И., Коледов В. В. др. Функциональная усталость сплавов с эффектом памяти формы систем Ni - Mn - Ga и Ni - Ti в условиях термоциклирования под постоянной нагрузкой // Журнал технической физики. 2020. Т. 90, вып. 4. С. 603 - 608.

Peterlechner M., Waitz T., Karnthaler H. P. Nanoscale amorphization of severely deformed NiTi shape memory alloys // Scripta Materialia. 2009. V. 60, Iss. 12. P. 1137 - 1140.

Valiev R. Z., Gunderov D. V., Lukyanov A. V. et al. // J. Mater. Sci. 2012. (https://doi.org/10.1007/s10853-012-6579-).

Aslan Ahadi, Qingping Sun. Stress-induced nanoscale phase transition in superelastic NiTi by in situ x-ray diffraction // Acta Materialia. 2015. V. 90. P. 272 - 281.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021