Эффекты памяти формы

В качестве примера реализации теории, которую мы рассмотрели в предыдущих главах, рассмотрим наиболее сложные и оттого интересные вопросы пластической деформации - прокатку высококачественной фольги из бериллия и особенности пластической деформации сплавов с эффектом памяти формы. В процессе работы увидим, что сложности обработки этих материалов представляют собой совокупность проблем физики прочности и пластичности, металлургии, механики деформируемой среды, всего материаловедения в целом. [c.266]

К сплавам системы Ni-Ti внимание проявили в начале 20-го века, когда возникла необходимость повышения прочности никеля и создания сплавов на его основе. В 1945-1950 гг. интерес к данной системе стали проявлять в связи с созданием новых реактивных двигателей. Примерно через 25 лет появились сообщения об обнаружении эффекта памяти формы в сплаве 50 ат. % Ni-50 ат. % Ti. Сегодня этот сплав с ЭПФ используется в медицине, авиации и космонавтике, в электротехнике и электронике, в автомобилестроении, сельском хозяйстве и других областях. [c.289]

Обратимые мартенситные превращения — основа эффекта памяти формы [c.291]

Рис. 6.9. Схема изменения структуры в сплавах с эффектом памяти формы

В общем случае диаграмма растяжения сплава с эффектом памяти формы представлена на рис. 6.12. Возникает вопрос -какой механический аналог, какая реологическая модель могут быть поставлены в соответствие подобной диаграмме нагружения Анализ показывает, что ни одна из существовавших ранее элементарных моделей деформируемых сред, которые рассмотрены в [27, 97], не способна описать кривую растяжения с [c.293]

Рис. 6.12. Общий вид диаграммы растяжения образцов из сплава с эффектом памяти формы

Химические составы н некоторые свойства сплавов с эффектом памяти формы [c.299]

Итак, эффект памяти формы в сплавах сопровождается структурными превращениями. В этом случае можно воспользоваться энтропийной теорией пластичности и прочности для описания изменения свойств материалов с ЭПФ, если известны, например, термодинамические характеристики превращения. [c.300]

Это создает дополнительные трудности металлургического характера - чтобы получить сплав с заданными свойствами эффекта памяти формы, необходимо плавку, разливку и дальнейшую обработку материала проводить с особой тщательностью и точностью. [c.301]

СПЛАВЫ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ [c.375]

Рассматривается актуальная проблема исследования сплавов с эффектом памяти формы, относящихся к новым металлическим материалам с уникальными свойствами. Описаны теоретические основы механизма эффекта памяти формы, свойства сплавов Ti — Ni и сплавов на основе Си, обладающих эффектом памяти формы, и применение этих сплавов в технике и медицине. [c.4]

Можно не сомневаться, что книга "Сплавы с эффектом памяти формы" окажет большую помощь специалистам, работающим над проблемой создания материалов нового поколения, и даст новый импульс в более широком использовании этих материалов в технике и медицине. [c.7]

Сплавы с эффектом памяти формы представляют типичный пример нового материала. Использование некоторых анизотропных свойств этих сплавов позволяет создать компактные и автоматизированные машины, имеющие недостижимые ранее характеристики. [c.8]

Глава 1. МЕХАНИЗМ ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ [c.9]

Никелид титана (нитинол) — сплав никеля (47—53%) с титаном, обладающий эффектом памяти формы , т. е. способностью восстанавливать свою первоначальную форму, из которой изделие 4. механические свойства было выведено путем деформирования [5]. [c.187]

Laboratory. В итоге получилась аббревиатура Ni—Ti-NOL. Сегодня сплав всемирно известен как лучший материал с эффектом памяти формы (ЭПФ). [c.289]

Модель подсказывает мысль, что эффект памяти формы как следствие обратимых мартенситных превращений не должен быть неким уникальным явлением, характерным для какого-либо одного материала. Действительно, кроме никелида титана в настоящее время найдено около ста материалов, обладающих эффектом памяти формы. В табл, 6.4 представлены составы и некоторые характеристики сплавов с эффектом памяти формы. [c.299]

Из указанных сплавов для промышленного освоения пригодны лишь никелид титана, а также медные сплавы Си-2п-х, Си-А1-К1, сплав на основе марганца Мп-Си. Функциональные свойства некоторых сплавов с эффектом памяти формы представлены в виде диаграмм на рис. 6.14. Абсолютный лидер среди сплавов, обладающих ЭПФ, - никелид титана. Он имеет наилучшие механические свойства и наивысшие функциональные характеристики. Добавим, что при растяжении сплав имеет пластичность до 65 % и предел прочности до (1100-5-1200) МПа. [c.299]

Характеристики эффекта памяти формы у никелида титана очень чувствительны к химическому составу сплава. На рис. 6.15 представлена зависимость температурных характеристик мартенситного превращения от содержания никеля в сплаве. [c.299]

Потеря эффекта памяти формы. Если эффект возврата формы происходит за счет движущих сил Aметалл потерял свойство памяти формы. Это легко осуществить, продеформировав металл в мартенситном состоянии и понизив тем самым значение его структурной энтропии до величины, которую имеет аустенит. Тогда Д стромп = стрм " = 0 и [c.303]

При напряжениях выше предела упругости после снятия нагрузки металл не воспроизводит первоначальные размеры и форму. Сравнительно недавно открыты сплавы, обладающие эффектом тамяти формы . Эти сплавы после пластической деформации восстанавливают свою первоначальную геометрическую форму или в результате нагрева (эффект памяти формы ), или непосредственно после снятия нагрузки (сверхупругость). Так, если проволоку закрутить в спираль при высокой температуре и выпрямить при низкой температуре, то при повторном нагреве проволока вновь самопроизвольно закручивается в спираль. [c.375]

Механизмом, определяющим свойства памяти формы , является кристаллографическое обратимое термоупругое мартенситное превращение — эффект Курдюгиова. Термоупругое мартенситное превращение сопровождается изменением объема, которое носит обратный характер, обеспечивая память . В сплавах с эффектом памяти формы при охлаждении происходит рост термоупругих кристаллов мартенсита, а при нагреве — их уменьшение или исчезновение. Эффект памяти формы наиболее хорошо проявляется, когда мартенситное превращение происходит при низких температурй х и в узком интервале температур, иногда порядка нескольких градусов. [c.375]

В современной хирургии, травматологии и стоматологии находят применение материалы с памятью формы (главным образом никелид титана Т1К1). Эффект памяти формы проявляется в обратимом при определенных условиях изменении формы, что используется в ряде областей техники. Рабочие органы эндоскопов, фиксаторы и скобы для суставов, экстракторы для извлечения камней из мочеточников — вот некоторые из медицинских приложений эффекта памяти формы. Восстановление заданной формы этих инструментов осуществляется за счет температуры человеческого организма или при нагреве электрическим током. На рис. 5.8 показано действие экстрактора для извлечения камней. Методы интенсивной пластической деформации, приводя к амор-физации структуры и нанокристаллизации при последующем отжиге, обеспечивают образование нанокристаллической структуры и повышение механических свойств в 1,5 —2,5 раза, а также долговечность эксплуатации [16]. [c.170]

Во второй половине XX столетия было сделано много серьезных открытий в области физики металлов. Эффект памяти формы, безусловно, одно из наиболее ярких среди них. История создания материалов, способных "запоминать" свою форму, своеобразна и поучительна. В 1948 г. советские ученые академик Г.В. Курдюмов и докт. физ.-мат. наук Л.Г. Хандрос обнаружили интересное явление, которое позднее было официально названо эффектом Курдюмова. Суть его, согласно тексту открытия, зарегистрированного Госкомитетом СССР по делам изобретений и открытий, состояла в следующем "Установлено неизвестное ранее явление термоупругого равновесия при фазовых превращениях мартенситного типа, заключающееся в образовании упругих кристаллов мартенсита, границы которых в интервале температур превращения при изменении температуры и (или) поля напряжений перемещаются в сторону мартенситной или исходной фазы с одновременным обратимым изменением геометрической формы образующихся областей твердого тела". [c.6]

В 50-х годах стали появляться сообщения о сплавах, испытывающих обратимые макроскопические изменения формы. На основе сплава Аи—Сб был даже сконструирован простой двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую, который демонстрировался в 1954 г. на Всемирной выставке в Брюсселе. В начале 60-х годов эффект памяти формы, основанный на термоупругом мартенситном превращении, был обнаружен в сплавах Т1—N1 и Си—А1. Доступность этих материалов и сильно выраженный эффект памяти формы позволили перенести проблему в область практического материаловедения. Сейчас можно с уверенностью говорить о том, что разработка и практическое использование сплавов, обладающих свойством запоминания формы, является важной самостоятельной областью современной науки, способствующей ускорению научно-технического прюгрюсса в таких отраслях народного хозяйства, как прмборостроение, космическая технология, медицина и многие другие. [c.6]

Предлагаемая вниманию советского читателя книга под редакцией проф. X. Фунакубо "Сплавы с эффехтом памяти формы" написана коллективом очень авторитетных японских ученых, длительное время успешно работающих в этой области матермаловедения. Книга состоит из трех глав, рассматривающих сплавы с эффектом памяти формы как бы в трех измерениях физическом, металловедческом и прикладном. [c.6]

Можно ожидать, что сплавы с эффектом памяти формы как наиболее перспективные материалы в будущем найдут широкое применение на практике. Однако, если не получить достаточных данных об основных материаловедческих свойствах этих сплавов, в частности о возможных условиях, областях и способах применения, то в результате можно утратить и надежность, и комплектность их использования. Следует признать, что эпоха легкого использования характеристик сплавов с эффектом памяти формы в новых технологических разработках уже прошла. В данной книге авторы на основе материаловедческих Представлений рассматривают механизмы превращения, обусловлиг вающие специфические свойства сплавов, затем описывают механические, в частности, усталостные свойства. Кроме того, рассматриваются другие аспекты сплавов с эффектом памяти формы и их применение в настоящее время. [c.8]

В настоящей книге с наибольшей полнотой рассмотрены все вопросы, касающиеся сплавов с эффектом памяти формы. Можно надеяться, что книга окажется полезной дпя научнь1х реботников, инженеров-реэреботчиков, а также студентов. [c.8]

Эту дополнительную деформацию называют деформацией с инвариантной решеткой. С помощью электронного микроскопа можно обнаружить следы такой деформации — дислокации, дефекты упаковки и двойниковые дефекты. Важную роль в механизме эффекта памяти формы играют двойниковые дефекты, тесно связанные с псевдоупругостью двойнико-вания и псевдоупругостью изгиба. [c.11]

Если радиус зародыша линзообразного кристалла мартенсита превышает некоторую критическую величину, то возможен рост зародыша кристалла мартенсита при температуре Mg, при которой изменение химической свободной энергии (первый член в правой части (1.4)) становится большим по сравнению со свободной энергией нехимической природы, определяемой суммой второго и третьего членов того же уравнения. Именно при таких условиях развивается мертенситное превращение. Степень переохлаждения, определяемая разностью (Го — Mg), зависит от а и А + В) и растет с увеличением различий структур исходной и конечной фаз. При мартенситном превращении в сплавах на основе железа степень переохлаждения равна 200 °С, а в сплавах с эффектом памяти формы 5—30 °С (табл. 1.1). [c.12]

Таким образом, независимо от того, происходит ли превращение по атермическому или изотермическому типу, отдельные кристаллы мартенсита образуются и растут с очень большой скоростью. Даже при понижении температуры или с течением времени скорость роста кристаллов мартенсита не увеличивается. Механизм превращения, характеризующийся такими особенностями, называют нс рмоупругим. При термоупругом превращении первоначально образовавшиеся отдельные кристаллы мартенсита растут при понижении температуры со скоростью, соответствующей скорости охлаждения. При этом скорость роста может оказаться столь малой, что превращение можно наблюдать даже невооруженным глазом. При нагреве происходит обратный процесс уменьшение кристаллов. Указанное термоупругое мартенситное превращение играет основную роль в проявлении эффекта памяти формы. [c.14]

Как указано в разд. 1.2, во многих сплавах, испытывающих термоупругое мартенситное превращение, образуется упорядоченная структура. Как правило, эти сплавы имеют о.ц.к. решетку. Сплавы, в которых термоупругое мартенситное превращение происходит без образования упорядоченной структуры (1п—Т1, Ре—Рс), Мп-Си), характеризуются тем, что исходная фаза этих сплавов имеет г.ц.к. решетку. Исходная фаза сплава с упорядоченной структурой РезР также имеет г.ц.к. решетку. Тем не менее за исключением указанных четырех сплавов все сплавы с эффектом памяти формы, в которых происходит термоупругое мартенситное превращение, являются сплавами с упорядоченной структурой на основе о.ц.к. решетки. Эти сплавы называют сплавами с /3-фазой. [c.20]

Изменение формы при термоупругом мартенситном превращении в сплавах с эффектом памяти формы характеризуется чр)езвь1чайно малым изменением объема (см. табл. 1.1), поэтому указанное изменение близко к деформации путем чистого сдвига. В результате в окружающей исходной фазе не происходит пластическая деформация, что и обусловливает термоупругое поведение сплавов. В отличие от этого при мартенситном превращении в сплавах на основе железа объемные изменения очень велики (около 4 %). Это вызывает пластическую деформацию в окружающей исходной фазе, поэтому превращение является нетермоупругим. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...