УДК 669.15.24.295:669.017.6
ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В СПЛАВАХ Ti( Ni Nb, Mo)
Kалачева Е. В.
Томский государственный университет
*****@***ru
TiNi и сплавы на его основе представляют значительный интерес из-за уникальных физико-механических свойств: обусловленные протекающими в них структурными фазовыми переходами (ФП) Непосредственными факторами, влияющими на характер и температуры фазовых переходов в данных сплавах являются: легирование третьим компонентом, термообработка и деформация [1].
Несмотря на то, что размеры атомов титана и ниобия близки и Nb не должен сильно изменять электронную структуру, установлено, что даже небольшие концентрации ниобия понижают температуры мартенситных превращений. Тем самым, повышая устойчивость кристаллической решетки структуры В2.
В данной работе представлены экспериментальные исследования структуры и физических свойств сплавов Ti50Ni49,7-XMo0,3NbX, (x=0,5, 1,0, 1,5).
Сплавы, легированные ниобием, были получены в индукционной печи. Плавка осуществлялась в атмосфере инертного газа (аргон). Полученные таким образом слитки были раскатаны в полосы толщиной в 1,1 мм. Прокатка была осуществлена на прокатном стане при температуре 800-900 °С. Затем полосы легированного никелида титана очищались от окалины травлением в растворе азотной и плавиковой кислот. Из подготовленных полос были вырезаны образцы для исследования, размером 1х1х45 мм. Образцы вырезались на электроискровом станке.
Измерение электросопротивления проводили стандартным четырехточечным методом [1].
Для анализа экспериментальных значений физических свойств проводим сравнение температурных зависимостей электроспротивлений. Из температурной зависимости кривых электросопротивления наглядно проявляется гистерезисный характер термоупругого МП и видно, что в этом сплаве изменение структурного состояния происходит по последовательности В2-В19¢.[1,2] ФП. Установлено, что легирование ниобием понижает температурную область мартенситных превращений. Тем самым, повышают устойчивость кристаллической решетки структуры В2.
При термоциклировании рассмотрев десятый цикл в исследуемых сплавах Ti50Ni49,7-XMo0,3NbX, (x=0.5, 1.0, 1.5) явно заметен сдвиг шкалы температур в область более низких температур. Следует обратить внимание на температурную зависимость электросопротивления для концентрации ниобия в размере 0.5%, заметно, что при последующих циклах меняется форма петли гистерезиса, в отличии от легирования 1% и 1,5% ниобия, где диссипация энергии довольно сильная, чем при концентрации легирующей добавки 0,5%. Рассмотрев температурную зависимость кривых электросопротивлений при концентрации 0,5% Nb при различных циклах, можно заметить, что уже при пятом и десятом цикле форма петли гистерезиса практически остается идентичной. Это связано с тем, что происходит насыщения данного сплава. Из рисунка 1 (а, б, в) видно, что наибольшее изменение петли гистерезиса, будет наблюдаться при легировании 1,5% Nb.
Также была построена зависимость температуры Ms от количество циклов для исследуемых сплавов, на которой показано влияние фазового наклепа в режиме термоциклирования (нагрев - охлаждение-нагрев) через интервалы превращений на температуру МS в закаленных от 800 С сплавах. (рис. 2.) Из рисунка 2 видно, что для исследуемых сплавов термоциклирование не оказывает особого влияния, в отличие от закаленного бинарного Ti+50,2ат.%Ni, где термоциклирование значительно изменяет температуру начала прямого мартенситного перехода.
Литература
1. , , и др. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. – Томск: ТГУ. –1998. – 486 с.
2. Юм- труктура металлов и их сплавов. М.: Металлургиздат. 1958.
Научный руководитель - д. ф-м. н, доктор ,
