ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сплавы специального назначения из "Новые материалы " В последнее десятилетие широкое практическое применение находят сплавы, проявляющие эффект памяти формы (ЭПФ). Сплавы с памятью формы (СПФ) используют в различных областях техники (авиакосмическая техника, бытовая техника, приборостроение, спецмашино-строение и др.). При этом особенно перспективной областью применения СПФ, как показывает накопленный мировой опыт, является медицинская техника, в которой используются СПФ на основе Ti—Ni (никелид титана, нитинол). [c.371] СПФ — функциональные материалы они дают возможность реализовывать служебные характеристики конструкций и устройств, недостижимые при использовании других материалов. Применение нитинола в медицине, в частности, обусловлено уникальным сочетанием специальных (функциональных) свойств памяти формы с высокой коррозионной стойкостью в жидкостях человеческого тела, а также с особенностями его сверхупругого механического поведения, сходного с механическим поведением костной ткани. Это обеспечивает полную биосовместимость сплава. [c.371] В широком смысле слова свойство памяти формы можно определить как способность металла деформироваться и восстанавливать (полностью или частично) свою исходную форму по структурным механизмам, отличным от механизмов нормальной упругой деформации. Такими особыми механизмами являются термоупругое мартенсит-ное превращение, а также обратимые структурные превращения в термоупругом мартенсите. [c.371] ЭПФ был экспериментально обнаружен Чангом и Ридом в 1951 г. на сплаве Au— d. С тех пор его наблюдали на сплавах многих систем Си—А1—Ni, Си—Zn—Si, Си—Zn Sn, Си—Zn—Al, Си—Мп Al, Fe—Мп—Si, In-Ti, u-Zn, u—Al, Ni-Al, Fe—Pt и др. Поскольку наибольший практический интерес представляют сплавы Ti-Ni, то конкретные закономерности структурного и термомеханического поведения СПФ будут далее рассмотрены на примере этих сплавов. [c.372] Сущностью процесса восстановления формы является обратное движение обратимых носителей деформации межфазных, межкристальных и междвойниковых границ. Поэтому для понимания структурных механизмов восстановления формы и температурных условий их реализаций необходимо знать структурные механизмы предшествующей (наводящей ЭПФ) деформации и температурные условия их реализации [23—25]. [c.372] Область Mf М . Если охлаждение из аустенитной области проводить в присутствии внешних напряжений, то согласно уравнению Клапейрона—Клаузиуса мартенситное превращение начнется при температуре выше Му, причем тем выше, чем больше напряжение. В этом случае мартенсит обозначается термином мартенсит напряжения , а напряжение начала его образования носит название фазового предела текучести . Температурная область образования мартенсита напряжения ограничена сверху точкой в которой сравнивается с о . [c.373] По достижении напряжения деформация набирается только за счет образования благоприятно ориентированного мартенсита напряжения (без упрочнения или с небольшим упрочнением) до тех пор, пока не исчерпается ресурс деформации мартенситного превращения, равный деформации решетки при превращении. Далее будет происходить упругая деформация, а затем обычная пластическая деформация мартенсита. [c.373] Область М Т ф Mf. При нагружении в области выше точки М/ по достижении начнется обычная пластическая деформация. Если в ходе деформационного упрочнения будет достигнут фазовый предел текучести, то с этого момента обычная пластическая деформация будет сопровождаться образованием мартенсита, который называется мартенситом деформации . Выше точки мартенсит не образуется ни при каких деформациях. [c.373] Область деф Mji После охлаждения в интервале М М - перед началом деформации присутствуют как аустенит, так и мартенсит охлаждения поэтому под напряжением могут реализоваться оба процесса образования ориентированного мартенсита напряжения в остаточном аустените и переориентация мартенсита охлаждения. [c.374] Теперь можно рассмотреть механизмы разных проявлений памяти формы и температурно-деформационные условия их реализации [23-25]. Точки и Лу (см. рис. 5.15) соответствуют началу и концу обратного превращения мартенсита в аустенит при нагреве. [c.374] Если деформацию провести в области Гд ф то обратное мартенситное превращение и восстановление формы произойдут уже в ходе последующей разгрузки при температуре деформации, так как выше Aj- термодинамически стабилен аустенит. Это — явление псевдоупругос-ти, связанной с обратным превращением мартенсита напряжений, или сверхупругость. [c.374] Необходимо также иметь в виду особую роль дислокаций как источников деформации, наводящей ЭПФ [23]. Поля напряжений от дислокационной субструктуры обычно имеют преимущественную ориентировку и в силу этого оказывают ориентирующее влияние на мартенситное превращение. А поскольку дислокации и их построения наследуются в цикле прямое—обратное мартенситное превращение , то ориентированное мартенситное превращение и последующее восстановление формы будут наблюдаться при термоциклировании через температурный интервал мартенситных превращений, т. е. реализуется ОЭПФ. [c.376] Необратимый односторонний) ЭПФ, заключающийся в восстановлении рмы при нагреве после деформации, осуществляемой образованием ртенсита напряжений или/и деформационной переориентацией суще-зующего мартенсита охлаждения или мартенсита напряжений. Для вторной реализации эффекта надо вновь провести наводящую ЭПФ )ормацию в полуцикле охлаждения. [c.377] Вернуться к основной статье