Влияние тёплой деформации методом abc-прессования на механические свойства никелида титана

А.И. Лотков1, В.Н. Гришков1, А.А. Батурин2, Е.Ф. Дударев3, Д.Ю. Жапова1, В.Н. Тимкин1
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический 2 / 4, Томск, 634055, Россия
2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический 2 / 4, Томск, 634055, Россия Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина 30, Томск, 634050, Россия
3Сибирский физико-технический институт имени акад. В. Д. Кузнецова Национального исследовательского Томского государственного университета, пр. Ленина 36, Томск, 634050, Россия
Аннотация
Исследовано влияние температуры на предел прочности (σuts) и удлинение до разрушения (δ) при растяжении образцов никелида титана (50.2 ат.% Ni) с исходной крупнозернистой структурой и структурами после abc-прессования при 873К (сплав 1, истинная деформация е = 2.2) и после прессования с понижением температуры в последовательности 873К→673К (сплав 2, е = 4.2). Размер зёрен в образцах сплава 1 (2-40 мкм) меньше, чем в исходных образцах (20-70 мкм). Образцы сплава 2 имели субмикрокристаллическую структуру (зёрна/субзёрна 100-700 нм). Показано, что при охлаждении и нагреве в исходных образцах реализуется мартенситные превращения (МП) В2←→В19ʹ (фазы с кубической и моноклинной структурами, соответственно), а в сплавах 1 и 2 МП протекают в последовательности В2→R→В19ʹ→В2 (R – мартенситная фаза с ромбоэдрической структурой). Завершение МП В19ʹ→В2 в этих образцах происходит при температурах 340-355 К. Растяжение образцов проводили при 293К, 343К и 473К (или 523К), то есть в мартенситной фазе В19ʹ, предпереходной области температур и в В2 фазе. Зависимости «напряжение-деформация», полученные при этих температурах, для всех образцов качественно подобны. В процессе растяжения при 293К и 343К наблюдается площадка псевдотекучести, связанная с переориентацией кристаллитов фазы В19ʹ или формированием деформационной мартенситной фазы В19ʹ. Генерации мартенситной фазы В19ʹ в процессе растяжения при 473К (или 523К) не наблюдается. Показано, что σuts повышается после abc-прессования. Максимум σuts наблюдается в процессе растяжения сплавов 1 и 2 при 293К и 343К (в мартенситной фазе В19ʹ). Наиболее пластичными являются образцы сплава 1 (δ около 80% при 293-343 К). При повышении температуры деформирования до 473К (или 523К) σuts и δ существенно понижаются (в ~ 2 раза).
Принята: 09 июня 2015
Просмотры: 108   Загрузки: 32
Ссылки
1.
V. Brailovski, S. Prokoshkin, P. Terriault, E. Trochu (Eds). Shape memory alloys: Fundamentals, Modeling and Applications. Montreal, ETS Publ. (2003) 844 p.
2.
Titanium nickelide alloys with shape memory. Part 1. Structure, phase transformation and properties. Ed. by V. G. Pushin. Yekaterinburg, Ural Branch of RAS (2006). 436 p. (in Russian) [Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч.1. Структура, фазовые превращения и свойства . Под ред. В. Г. Пушина. Екатеринбург, УрО РАН (2006) 436 с.]
3.
R. Z. Valiev, I. V. Aleksandrov. Bulk Nanostructured Metallic Materials: Production, Structure and Properties. Moscow, Akademkniga (2007) 389 p. (in Russian) [Валиев Р. З., Александров И. В. Объемные наноструктурированные материалы: получение, структура и свойства. Москва. Академкнига (2007) 398 с.]
4.
A. I. Lotkov, V. N. Grishkov, O. A. Kashin, A. A. Baturin, D. Yu. Zhapova, N. V. Girsova, V. N. Timkin, K. V. Krukovsky, A. D. Bratchikov. Perspekt. Mater. 13, 931—938 (2011) (in Russian) [А. И. Лотков, В. Н. Гришков, О. А. Кашин, А. А. Батурин, Д. Ю. Жапова, Н. В. Гирсова, В. Н. Тимкин, К. В. Круковский, А. Д. Братчиков. Перспективные материалы. 13, 931—938 (2011).]
5.
A. Kreitcberg, V. Brailovski, S. Prokoshkin, D. Gunderov, M. Khomutov, K. Inaekyan. Mater. Sci. Eng. A. 622, 21—29 (2015).
6.
K. Y. Mulyukov, R. I. Babicheva Letter on Materials. 2 (4), 186—190 (2012) (in Russian) [Мулюков Х. Я., Бабичева Р. И. Письма о материалах. 2 (4), 186—190 (2012).]
7.
R. I. Babicheva, Kh. Ya. Mulyukov. Appl. Phys. A. 116, 1857—1865 (2014).
8.
A. I. Lotkov, V. N. Grishkov, E. F. Dudarev, Yu. N. Koval, N. V. Girsova, O. A. Kashin, A. N. Tabachenko, G. S. Firstov, V. N. Timkin, D. Yu. Zhapova. Inorganic Materials: Applied Research. 2, 548—555 (2011).
9.
A. I. Lotkov, V. N. Grishkov, V. I. Kopylov, A. A. Baturin, N. V. Girsova. Perspekt. Mater. 2, 396—398 (2007). (in Russian) [А. И. Лотков, В. Н. Гришков, В. И. Копылов, А. А. Батурин, Н. В. Гирсова. Перспективные материалы. 2, 396—398 (2007).]
10.
V. V. Stolyarov, E. A. Prokof’ev, R. Z. Valiev, S. D. Prokoshkin, S. B. Dobatkin, I. B. Trubitsyna, I. Y. Khmelevskaya, V. G. Pushin. The Physics of Metals and Metallography. 100, 608—618 (2005).
11.
V. G. Pushin, V. V. Stolyarov, R. Z. Valiev, T. C. Lowe, V. T. Zhu. Mat. Sci. Eng. A. 410—411, 386—389 (2005).
12.
Shape memory effects and applications in medicine. Ed. by L. A. Monasevich. Novosibirsk, Nauka (1992) 742 p. (in Russian) [Эффекты памяти формы и их применение в медицине. Под ред. Л. А. Моносевича. Новосибирск. Наука (1992) 742 с.]
13.
D. V. Gunderov, E. A. Prokofiev, V. G. Pushin, R. Z. Valiev. Deformation and fracture of materials. 10, 13 (2007). (in Russian) [Гундеров Д. В., Прокофьев Е. А., Пушин В. Г., Валиев Р. З. Деформация и разрушение материалов. 10, 13—21 (2007).]
14.
V. G. Pushin, N. N. Kuranova, A. P. Dyupin, A. I. Lotkov, E. F. Dudarev, G. P. Bakach, Yu. R. Kolobov, R. Z. Valiev, D. V. Gunderov. The physics of Metals and Metallography. 106, 520—530 (2008).
Цитирования
1.
Жапова Д.Ю., Лотков А.И., Гришков В.Н., Тимкин В.Н., Родионов И.С., Колеватов А.С., Белослудцева А.А., Известия высших учебных заведений. Физика 59(7-2), 60-64 (2016).