Использование термокинетической ЭДС и электросопротивления для контроля качества протяженных изделий из сплава с памятью формы

О.А. Петрова-Буркина, В.В. Рубаник мл., В.В. Рубаник показать трудоустройства и электронную почту
Получена 13 июля 2020; Принята 19 августа 2020;
Цитирование: О.А. Петрова-Буркина, В.В. Рубаник мл., В.В. Рубаник. Использование термокинетической ЭДС и электросопротивления для контроля качества протяженных изделий из сплава с памятью формы. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.422-426
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-422-426

Аннотация

В сплаве никелида титана эквиатомного состава значение термокинетической ЭДС зависит от заданной предварительной деформации.Исследовано поведение термокинетической ЭДС и электросопротивления при нестационарном нагреве протяженных проволочных образцов TiNi состава близкого к эквиатомному, содержащих участки, подвергнутые упругой и пластической деформации. Установлено, что в 1-ом термоцикле в процессе перемещения области нагрева вдоль образца, на участке деформации резко возрастает величина термокинетической ЭДС. Увеличение относительной деформации от 1 до 30 % приводит к изменению термокинетической ЭДС (|ΔE|) от 0.01 до 0.37 мВ. Во 2-ом термоцикле, если образец испытывал деформацию до 2 %, величина термокинетической ЭДС в области деформации соответствует значению на недеформированных участках. При деформации от 2 до 10 % значение |ΔE| увеличивается до 0.1 мВ и при увеличении деформации до 30 % не изменяется. Характер поведения электросопротивления при перемещении области нагрева по длине проволочного образца Ti-50 ат.% Ni в зоне деформации от 2 до 15 % схож с поведением термокинетической ЭДС. В 1-ом термоцикле на участке деформации величина электросопротивления резко возрастает. С ростом деформации до 15 % электросопротивление увеличивается на 25 мкОм · см. Во 2-ом термоцикле в зоне деформации до 2 % величина электросопротивления не изменяется. В остальных случаях — падает. При деформации от 5 до 15 % электросопротивление уменьшается на 5 ÷ 20 мкОм · см. Деформирование образца Ti-50 ат.% Ni приводит к изменению свойств сплава, что влечет за собой смещение характеристических температур фазового перехода и изменение термокинетической ЭДС и электросопротивления при прохождении области нагрева через зону деформации. На основе полученных экспериментальных данных разработаны метод и устройства определения неоднородных участков протяженных изделий из сплавов с памятью формы. Метод заключается в непрерывной регистрации при перемотке проволоки значений термокинетической ЭДС или электросопротивления при нагреве ее участка выше температуры обратного фазового перехода. По изменению термокинетической ЭДС или электросопротивления определяют участки материала, которые отличаются физическими свойствами от заданных.

Ссылки (18)

1. V. E. Gunter et al. Medical materials and implants with shape memory effect. Tomsk, Tom. un-ty publ. (1998) 487 p. (in Russian) [В. Э. Гюнтер и др. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Томск, изд-во Том. ун-та (1998) 487 с.].
2. K. Otsuka, K. Shimizu, Y. Suzuki et al. Alloys with shape memory effect. Mosсow, Metallurgiya (1990) 224 p. (in Russian) [К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки и др. Сплавы с эффектом памяти формы. Москва, Металлургия (1990) 224 с.].
3. Z. G. Wei, R. Sandström, S. Miyazaki. Journal of Materials Science. 33, 3743 (1998). Crossref
4. D. Mantovani. JOM. 52 (10), 36 (2000). Crossref
5. V. Brailovski, S. Prokoshkin, P. Terriault, F. Trochu. Shape memory alloys: fundamentals, modeling and applications. Montreal, ETS Publ. (2003) 844 p.
6. V. E. Gunter et al. Titanium nickelide. Medical material of new generation. Tomsk, MIZ (2006) 296 p. (in Russian) [В. Э. Гюнтер и др. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. Томск, МИЦ (2006) 296 с.].
7. V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina. Materials, technologies, tools. 17 (1), 25 (2012). (in Russian) [В. В. Рубаник, В. В. Рубаник мл., О. А. Петрова-Буркина. Материалы, технологии, инструменты. 17 (1), 25 (2012).].
8. V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina. Materials of the 9th European Symposium on Martensitic Transformations «ESOMAT 2012». Saint-Petersberg (2012), p. 40.
9. V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr, O. A. Petrova-Burkina. Materials Science Forum. 738 - 739, 292 (2013). Crossref
10. V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr, O. A. Petrova-Burkina. Shape Memory & Superelastic Technology (SMST 2019). Konstanz, Germany (2019) p. 86.
11. V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina. Letters on Materials. 2 (2), 71 (2012). (in Russian) [В. В. Рубаник, В. В. Рубаник мл., О. А. Петрова-Буркина. Письма о материалах. 2 (2), 71 (2012).]. Crossref
12. Standard Test Method for Transformation Temperature of Nickel-Titanium Alloys by Thermal Analysis: ASTM F2004-00, ASTM, 100 BarrHarbor Drive, West Conshohocken, PA, 19428.
13. J. E. Hanlon, S. R. Butler, R. J. Wasilewski. Trans. Met. Soc. AIME. 239, 1323 (1967).
14. A. S. Karolik. Proceed. Intern. Conf. computer methods and inverse problems in nondestructive testing and diagnostics, Belarus, Minsk (1995) p. 210.
15. V. V. Rubanik, A. V. Lesota, V. V. Rubanik jr. Letters on materials. 7 (2), 96 (2017). (in Russian) [В. В. Рубаник, А. В. Лесота, В. В. Рубаник мл. Письма о материалах. 7 (2), 96 (2017).]. Crossref
16. A. V. Lesota, V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr. Letters on Materials. 8 (4), 401 (2018). Crossref
17. Patent BY № 19012, 28.02.2015. (in Russian) [Патент РБ № № 19012, 28.02.2015.].
18. Patent BY № 19017, 28.02.2015. (in Russian) [Патент РБ № № 19017, 28.02.2015.].

Другие статьи на эту тему