Способ изготовления температурочуствительных элементов из сплавав, обладающих эффектом памяти формы

Союз СоветсннхСоцналнстнцескнхРеспубпнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ(51) М, Кл. С 22 Е 1/00 с прнсо нием ваяв Государственно 1 й комет Сената Министров ССС по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 24.04.7 2) Авторы изобрет. Неганов, П, В, Титов и Л. Г. Хандрос вики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЧУВСТ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ СПЛАВОВ, ОБЛАДАИ 1 ЩИХ ЗФФИЛОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ющииситаоб. Изобретение относится к области термомеха- иической обработки и может быль использовано в точном приборостроении при изготовлении температурочувствительных элементов для пусковых, защитных, репейных и измерительных устройств.Известен способ изготовления температуро. чувствительного элемента нз сплава системы медь - алюминий, заклющютцийся в формоваиии детали с последующей закалкой из области стабильной р-фазы 11Если температурочувствительный элемент, изготовленный указанным способом, продеформиро-ван в состоянии мартенситной фазы (при температурах вблизи мартенснтной точки Мн или ниже), он восстанавливает исходную форму при нагреве. Каждьпт раз для изменения формы элемента при охлаждещтн его необходимо нагружать извне, в связи с чем элемент для многократного использования снабжают узлом направленной нагрузки. Необходимость приложения нагрузки иэ. вне для изменения формы элемента при охлажде. нии усложняет использование элемеки.Известен также способ изготовления изделий из сплава системы никель - титан, заключав том, что сплав закаливают с температур бе ласти и подвергают пластической деформации при температуре вьшк конца обратного мартенситного превращения 21, Однако этот способ нельзя при.менять для изготовления изделий из сплавов на 3основе Сц-А 1, обладающих эффектом памяти формы, наприаоср из сплавов типа Сц-,А 1 - 1 ч 1, Сц-А 1-Ее, Сц-А 1- Со, СцА 1-Мп, Указанные сплавы в состоянии исходной 13, -фазы ф.фаза метастабильна и рн темпе.ратурах проявления эффекта памяти формы) отличаются высокой хрупкостью и не поддаются плас.щческой деформации (кручением, изгибом, сжати ем илн растяжением), Это связано с тем, что предел упругости 11,-фазы близок к пределу проч.ности.5При нагруженни иэделий из поликристаллического сплава иа основе Сц - А 1, находящегося в состоянии Щ,-фазы, разрушение, как правило, начинается по границам зерен при напряжениях ни.же предела упругости для монокристаллов. Вместе 0с тем сплавы на основе Сц - А 1, например Сц-А 1 1 ч 1, Сц - А 1 - Ее, Сц - А 1-Со, как материал для термочувствительных элементов имеют существенные прем.мущества по сравнению со сплавами Сц - Мо,Й 1 - Т 1, Сц - Еп и другими материалами с эффектом памя ти формы, к которым применим известный стто. стигается тем, что деформацию проводят в области 5упругих нзпряжений, фиксируют изделия в дефор 20 25 Способ изготовления температурочувствитель.ных элементов иэ сплавов, обладающих эффектомпамяти формы, включающий закалку из бета.об.ласти, деформацию при температуре выше концаобратного мзртенситного превращения, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечениясамопроизвольной дефорюции при охлаждении соб, Сплавы на основе Сц-А обладают большойустойчивостью к окислению и недороги. В сплавах на основе Сц-А, например, легированныхМп, Ре или Со, пластическая деформация, полученная при температурах; вблизи точки М, или ниже, полностью снимается нагревом, Напротив, сплавы ч - Т 1, Сц-Мп склонны к остаточной деформации, которая не снимается нагревом, СплавСц - Мп отличается также невысокой устойчивостью к окислению.Белью изобретения является обеспечение самопроизвольной деформации при охлаждении и восстановления исходной формы изделий при нагреве из сплава системы медь-алюминий. Это домировзнном состоянии и подвергают отпуску при 150 - 300 С в течение 5 мин - 3 ч.Изделие выполняют из закаленного сплава на основе Сц-А, например типа Сц-А.Й 1, Сц-А.Мп, Сц А- Ре. Закалку сплава производят иэ области температур стабильной З.фазы (от температуры около 900 С) Допускается также закалка иэделия после придания ему нужной формы, Затем изделие упруго де. формируют при.температуре существования исход. ной В,.фазы (выше температуры конца обратного мартенситного превращения - точки Ак) в направлении нужного изменения формы, достигаемого впоследствии в результате охлаждения элемента, В этом деформированном положении изделие фик- сируют, например, путем помещения в оправку ив иком состоянии подвергают отпуску при 150- 300 С, Продолжительность отпуска 5 мин - 3 ч. Отличием описываемого способа является фик.сирование формы изделия в упруго деформирован ном состоянии и проведение отпуска в фиксированном состоянии, Отпуск приводит к появлению признаков процесса распада З.фазы (наблюдается не.большое увеличение твердости и изменение мартенситной точки). Проведение отпуска при температу. 40 рах вблизи верхнего предела (300 С) позволяет сокращать время отпуска. Сплавы типа Сц-А-Ее имеют минимальную термостойкость, поэтому от. пуск сплавов осуществляется при менее высоких температурах с небольшими выдержками (в усло виях, приближающихся к оговоренным нижними пределами режимам отпуска). Сплавы типа Сц-А 1-Мп отличаются наибольшей термостойкостью, При от. пуске изделий из этих сплавов, содержащих значи.тельное количество марганца (более 2 - 3%), требу ется либо йспользовать температуры вблизи верхнего предела, либо увеличивать время отпуска. Изготовленный предложенным способом элемент в результате охлаждения ниже мартенситной точки М н деформируется (иэменяет форму). В. реэуль тате последующего нагрева он восстанавтгивает ис ходную форму в интервале температур обратного превращения. При охлаждении исходная 51-фаза переходкг в мартенсипую. При нагреве воссинав. ливаются кристаллы исходнои Р,-фазы. С целью60 увеличения прочности темперзтурочувствительный элемент можно выполнять из монокристалла.П р и м е р 1. Для изготовления .температурочувствительного элемента используют монокрис.талл сплава, содержащего 13,8% Сц; 2% А; Мп.Монокристалл Р-фазы закаливают от температуры 900 С в водный 10 ный раствор чаС. Из монокристалльной заготовки путем механической обра- ботки изготавливают изделие 8-образной формы. Изделие при комнатной температуре упруго деформируют (сжимают) так, что его высота (Ь) умень. шается вдвое. В этом деформированном состоянии иэделие фиксируют путем помещения в оправку и подвергают отпуску при 200 С в течение 30 мин,В результате охлаждения в области температур минус 25 - минус 50 С температурочувствительный элемент изменяет форму беэ приложения нагруэкИ извне, В процессе последующего нагрева форма элемента полностью восстанавливается в об.оласти температур минус ЗО - минус 10 С.П р и м е р 2. Из поликристаллической от-. ливки сплава Сц-А - Мп вырезают прямую пластин. ку, имеющую размеры 0,5 хЗх 25 мм, и закаляют ее от 900 С в 10 0-ный раствор чаС. Мартенсит. ная точка М, сплава 70 С.Сплав имеет следующий химический состав, вес.%:Алюминий 13,4Марганец 2Медь ОстальноеПластинку упруго изгибают при 100 С (выше точки А 1, ), Угол изгиба пластинки 75; наименьший радиус, по которому иэгибают пластинку, 5 мм, В таком упруго изогнутом состоянии пластинку фиксируют в оправке и подвергают отпуску при 200 С в течение 5 мин. После охлажде. иия оправки до комнатной температуры из нее извлекают температурочувствительный элемент.При охлаждении изменение формы температу рочувствительного элемента происходит в области температур 72 - 38 С; при нагреве форма элемента полностью восстанавливается в области температур 48-86 С.Использование температурочувствительных элементов, изготовленных предложенным способом, позволяет повысить надежность приборов, мищ. атюризировать их. Для осуществления указанного способа не требуется сложного. технологического оборудования. Формула изобретения606894 Составитель С НиколаеваТехред О.Анпсейко Корректор П. тулинаРедан Гор 11. Корченко Тираж 772 Подписное 1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпнй 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Закат 2540/9 Филиал ППП ффПатент 1, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 и восстановления исходной формы изделий принагреве из сплава системы медь. алюминий, деформацию проводят в области упругих напряжений,фиксируют изделия в деформированном состоянии и подвергаот опуску при 150 - 300 С в те.чение 5 мин - 3 ч. Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 8 330359.кл. (3 01 К 11/00; 1968.