Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние ступенчатого старения на структуру и температуры мартенситного превращения сплава Ti – 55,6 % (масс.) Ni

Михаил Юрьевич Коллеров, Дмитрий Евгеньевич Гусев, Ольга Сергеевна Алсаева, Елена Александровна Лукина

Аннотация


Исследовано влияние ступенчатого старения на фазовый состав и последовательность обратного мартенситного превращения сплава на основе никелида титана, содержащего 55,6 % (масс.) Ni. Проведены металлографический и рентгеноструктурный анализы сплава, определены температуры обратного мартенситного превращения после одно- и двухступенчатого старения. Установлено, что снижение температуры второй ступени старения приводит к выделению дополнительной объемной доли интерметаллида Ti3Ni4 и повышению температур восстановления формы. В случае повышения температуры второй ступени происходит растворение частиц Ti3Ni4, образовавшихся на первой ступени, и уменьшение температур восстановления формы. Применение ступенчатого старения позволяет корректировать температуры срабатывания функциональных конструкций из никелида титана с высокой точностью.


Ключевые слова


никелид титана; старение; мартенситное превращение; эффект памяти формы; микроструктура

Полный текст:

PDF

Литература


Otsuka K., Ren X. Physical metallurgy of Ti–Ni-based shape memory alloys // Prog. Mater. Sci. 2005. V. 50, Is. 5. P. 511 – 678.

Рыклина Е. П., Полякова К. А., Мурыгин С. Р. и др. Роль структурной последовательности в управлении функционально-механическими характеристиками стареющего никелида титана // ФММ. 2022. Т. 123, № 12. С. 1304 – 1312.

Nishida M., Wayman C. M., Honma T. Precipitation processes in near-equiatomic TiNi shape memory alloys // Metall. Trans. A. 1986. V. 17A. P. 1505 – 1515.

Treppmann D., Hornbogen E., Wurzel D. The effect of combined recrystallization and precipitation processes on the functional and structural properties in NiTi alloys // J. de Phys. IV Proc. 2014. V. 5, Is. C8. P. 569 – 574.

Коллеров М. Ю., Лукина Е. А., Снегирёв А. О., Алсаева О. С. Влияние исходной структуры полуфабриката и режимов старения на температуры восстановления формы сплавов на основе никелида титана // Титан. 2023. № 2(78). C. 18 – 24.

Гусев Д. Е., Коллеров М. Ю., Алсаева О. С., Снегирев А. О. Влияние режимов старения на характеристики эффекта памяти формы сплава Ti – 55,6 Ni // Деформация и разрушение материалов. 2024. № 9. С. 14 – 23.

Коллеров М. Ю., Гусев Д. Е., Афонина М. Б., Виноградов Р. Е. Влияние структуры на критические напряжения и деформации сплавов на основе никелида титана // Металлы. 2020. № 4. C. 56 – 63.

Полякова К. А., Комаров В. С. Влияние температуры и времени отжига на температуры мартенситных превращений и механические свойства сплава Ti – 50,7 ат. % Ni с памятью формы // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 2021. Т. 27, № 4. С. 42 – 50.

Okamoto Y., Hamanaka H., Miura F. et al. Reversible changes in yield stress and transformation temperature of a NiTi alloy by alternate heat treatments // Scr. Metall. 1988. V. 22, Is. 4. Р. 517 – 520.

Zhang J., Ren X., Otsuka K., Asai M. Reversible change in transformation temperatures of a Ti – 51 at.% Ni alloy associated with alternating aging // Scr. Mater. 1999. V. 41, Is. 10. Р. 1109 – 1113.

Коллеров М. Ю., Гусев Д. Е., Шаронов А. А. и др. Выбор режимов термической обработки при производстве медицинского инструмента и имплантатов с памятью формы из сплава ТН1 // Технология легких сплавов.2007. № 3. С. 52 – 56.

Матвеев В. В., Ярославский Г. Я., Чайковский Б. С., Кондратьев С. Ю. Сплавы высокого демпфирования на медной основе. Киев: Наукова думка, 1986. 208 с.

Kondrat’ev S. Yu., Yaroslavskii G. Ya., Chaikovskii B. S. Classification of high-damping metallic materials // Strength Mater. 1986. V. 18, Is. 10. P. 1325 – 1329.

Kondrat’ev S. Yu., Zotov O. G., Yaroslavskii G. Ya. et al. Investigation of interrelationship between damping capacity and mechanical properties as well as morphology of martensite in alloys with reversible martensite transformation // Prob. Proch. 1983. V. 14B, Is. 3. P. 79 – 82.

Zotov O. G., Kondrat’ev S. Yu., Yaroslavskii G. Ya. et al. Effect of aging in martensite condition on mechanical properties of -alloy of the Cu – Al – Zn system // Strength Mater. 1983. V. 15, Is. 9. P. 1291 – 1294.

Kondratev S. Y., Yaroslavskii G. Y., Chaikovskii B. S. et al. Effect of tempering the austenitic phase on the structure and properties of quenched alloy of the Cu – Al – Zn system // Strength Mater. 1985. V. 17, Is. 9. P. 1232 – 1235.

Zotov O. G., Kondrat’ev S. Y., Yaroslavskii G. Y. et al. Change of the damping ability upon aging of the  alloy of the system Cu – Al – Zn with reversible martensite in the structure // Strength Mater. 1983. V. 15, Is. 10. P. 1447 – 1451.

ASTM F2063-18. Standard Specification for Wrought Nickel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implants. The American Society for Testing and Materials. ASTM International. Р. 6.

ASTM F2082/F2082M-16. Standard Test Method for Determination of Transformation Temperature of Nickel-Titanium Shape Memory Alloys by Bend and Free Recovery / The American Society for Testing and Materials. ASTM International. Р. 7.

Kollerov M. Yu., Gusev D. E., Sharonov A. A., Afonina M. B. Effect of chemical composition and structure on the shape recovery temperatures of titanium nickelide-based alloys // Metallurgist. 2021. V. 65, Is. 1 – 2. P. 102 – 112.

Хачин В. Н., Пушин В. Г., Кондратьев В. В. Никелид титана: Структура и свойства. М.: Наука, 1992. 61 с.

Полетика Т. М., Гирсова С. Л., Биттер С. М. и др. Структура, мартенситные превращения и механические свойства стареющего нанокристаллического сплава Ti – 50.9 ат. % Ni // Физическая мезомеханика. 2023. Т. 26, № 6. С. 49 – 60.

Poletika T. M., Girsova S. L., Lotkov A. I. Ti3Ni4 precipitation features in heat-treated grain/subgrain nanostructure in Ni-rich TiNi alloy // Intermetallics. 2020. V. 127. Art. 106966.

Zeldovich V., Sobyanina G., Novoselova T. V. Martensitic transformations in TiNi alloys with Ti3Ni4 precipitates // J. de Phys. IV Proc. 1997. V. 7, Is. C5. P. 299 – 304.

Duerig T. W., Bhattacharya K. The influence of the R-phase on the superelastic behavior of NiTi // Shape Mem. Superelast. 2015. V. 1. P. 153 – 161.

Собянина Г. А., Зельдович В. И. Фазовые превращения в сплавах никелида титана. III. Закономерности процесса старения // ФММ. 1998. Т. 86, Вып. 1. С. 134 – 144.

Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 432 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.8.19-28

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025