Способ обработки сплавов на основе никелид титана

Оп ИГРАНИ ИЗОБРЕТЕН И 697600 ЕЛЬСТВУ М, Кд. г(23) П риоритет Опубликовано 15.11.79 Н. Хачин, В. Э. Гюнтер, Л, А, Ыонасевич и Ю. И. Паскаль 2) Авторы изобретения Сибирский физико-технический институт им. В. Д. Кузнецовапри Томском ордена Трудового Красного Знамени государственкоьуниверситете им. В. В. Куйбышева 71) Заявите ОСНОВЕ НИКЕЛИЦ ТИТА(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВ Изобретение относится к способам обработки материалов с обратимыми фазовыми превращениями мартекситногофтипа, обладающих свойством формоиэменения, и может быть использовано в автоматике и телемеханике, в частности при изготовлении термочувствительных элементов приборов и исполнительных устройств, в авиации и других областях техники при создании неразъемных соединений трубопроводов,. герметизации объектов. Известны материалы на основе никелид титана, (Т М),обладающие эффектом формоизменення, который заключается в том, что охлажденный ниже температуры мартенснтного превраще 15 ния и деформированный сплав при последующем нагреве выше интервала мартенситного превращения восстанавливает свою первоначальную форму, При следующих циклах. охлаждение нагрев через интервал мартенситного превращения изменения формы сплава не наблюдается до тех пор, пока не будет осуществлена повтор ная деформация ниже температуры мартенситного превращения. Известен способ упорядочения внутренних деформаций при фазовых превращениях в сплавах типа Т й в котором систематическая и обратимая деформация сплава при реализации мартенситных превращений при охлаждении и нагреве достигается тем, что материал в процес. се термоциклирования находится под постоянно действующим внепним напряжением 11. Известен также способ стабилизации эффекта обратимого формоизменения материалов, в котором обратимое формоиэменение материала при последовательном осуществлении циклов охлаждение-нагрев без действия внешнего напряжения достигается тем, что материалы с мар. тенситными превращениями предварительно деформируют выше предела пластичности, т,е. до появления необратимой при нагреве составляющей деформации, В результате такой операции материал приобретает новое свойство - "самопроизвольно" деформироваться прн охлаждении и восстанавливать первоначальную фор. му при нагреве. Эффект повторяется многократнопри последующих циклах охлаждениенагрев через интервал мартенситных превращений (21Недостатки известного способа заключаютсяв том, что обратимое формоизменение при нагре.ве и охлаждении происходит с большим темпе.ратурным гистереэксом в 30 - 50 С; мала максимально достижимая величина обратимой деформации, например, после пластической дефор.мацки при 180 С на 6% она составляет 2,3%;Пель изобретения - увеличение обратимого 1 Оформоизмененкя, сужение температурного гисте.резиса при формоиэменении, увеличение степенивосстановления формы при эффекте необратимо.го формокзменения,Укаэаняая цель достигается тем,.что предва. 15рительно пластически деформированный вышеинтер.ала мартенсктного превращения материалдополнительно отжигают при 300-500 С.Отжиг предварительно пластически деформированного материала приводит к разделению тем. 20кпературных интервалов двух мартенситных превращений в сплавах на основе ЙЙ. Первое(протекаюгцее прк более высоких температурах)превращение практически безгистереэисное. Реализующееся при. дальнейшем охлаждении нревращение имеет гистерезис в 30 - 50, Соответственнов температурном интервале первогопревращения реализуется б згкстерезисный эффект обратимого формоиэменения; в температурном кнт.рвале второго превращения реали.зуется эффект обратимого формоизменения сгистерезнсом в 30 - 70 С. При последовательном осуществлении обоих превращений увели.чивается обшкй эффект обратимого формоиэмененкя,35На фиг. 1 изображены кривые накопленияпри охлаждении (1) и возврата. при нагреве(2) деформации образца; .на фиг. 2 - то же,образец дополнительно отожжен при 350 С;на фиг, 3 - кривая накопления и возврата 4 Одеформации при охлаждении и нагреве, полученная на образце пластически деформированномк затем отожженном при 350 Сохлаждениеи набиев проведены в интервале температурпервого мартенситного превращения; на фиг.4 - кривая возврата деформации образцапосле предварительной пластической обработки при + 180 С при его нагреве от температу.ры деформации равной -180 С; на фиг. 5 -то же, образец после дополнительного отжигапрк 350 С. П р и м е р 1, Влияние отжига на увеличе. Йие обратимого формоизмеиения и уменыление гистерезиса изучают на образцах, изготов ленных из сплава никеля с 44 вес,% титана в виде сплошного цилиндра диаметром 1 мм к рабочей длиной 50 мм (общая длина 70 мы). Ооразец помещают одним концом в нелодвиж. ный захват испытательной машины. Второй ко. нец образца помещают в подвижный захват, который сочленен с измерительной системой и нагружающим устройством. Подвижный за. хват закручивают на угол 960 при 180 С (выше Ак = 40 С). После разгрузки захват раскручивают до угла 720,что соответствует 6,3% остаточной деформации образца. При последующем охлаждении до .170 С образец самопроизвольно дополнительно раскручиваетося на угол 250, что соответствует накоплению образцом деформации 2,3% (фиг. 1, кривая 1). При нагреве до 80 С (выше Ак = 40 С) образец закручивается в обратную сторону наоугол 50, т.е. возвращает полностью накопленную при охлаждении щформацлю (фиг. 1, кривая 2).Таким образом, после предварительной пластической деформации достигается эффект обратимого формоизменения в 2,3%, который со. храняется при последующих циклах охлаждениена 1 реп.После указанной обработки образць. отжигают при 300 - 500 С в течение 10 мин и затем снимают описанной выше методикой кривые накопления деформации прк охлаждении образца ниже Мн к воэграта деформации при нагреве выше А. На фиг, 2 приведены кривые накопления и возврата деформации образца, до. полнительно отожженного при 350 С. Видно, что величина обратимого формоизменения (Ьу) в результате отжига увеличилась с 2,3 до 3,2%. Кривые показывают четко выраженную двухстадийность процесса, На первой стадии гистереэис равен 7 С, на второй - 70 С.При термоциклированик в интервале только первоо мзртенситного превращения, т.е. при охлаждении до -60 С и нагреве до 80 С накоп. ление и возврат до 1,5% деформации происходит практически без гистерезиса (фиг, 3).Результаты испьпаний образцов, деформированных при разных температурах, на разную величину, после различных температур отжигасведены в таблицу.697600 Темпера.тура де.фОРмации,с Величина оточной дефмации % ина эффектае отжига,% Величина эф.фекта до отжига,% гстерсэцс в,первале тем ратур -60 -00 С ОС 300 3 2 30 1,2,4 м опытной провеЬ П р и м е р 2.недовозврата проверва Р 1 - 45 вес.% Тв течение 16 ч и депри 180 С (выше А битки сплавовффект обратимо.ению с эффектом,астической деформаляет снизить про.изделий, так как лредварительн я постижения задан. й формоиэменения (маадают .ограничен ть чувствительностьтов приборов и иснительных ус оиств ой де.превра500 С.сам Эффект, по вь форшенин уме Практическоефакт увеличен ы. термическая ус держивать нагр 500 С без понИспользовани обратимого фо ширить область и до сс ксплуатаци ойств пам истерезисн жения своих с е эффекта без мо изменения,ят зволя мочувств ител именения Влияние отжита на величинуяют на образцах из спл, отожженных при 650формированных на 20%к = 100 С) лротягивани через фильеры.Образцы указанных выше размеров помещают в захваты испытательной машины. При 4температуре .180 С подвижный захват закручивают на угол 860, затем снимают нагрузку,образец раскручивают до угла в 800, что соответствует заданию деформации 7%. При после.дующем нагреве образец раскручивается до 4угла 50, что соответствует 0,35% остаточнойдеформации и возврату 6,65% (Твозв ) задан.ной деформации (Тэ ан ) (фиг. 4.) Величинавозврата реформации, определенная как отноше 7 возвние т=7 задан.составляет 0,95.Затем образец отжигают при 350 С 10 мин,помещают в захваты испытательной машины,деформируют при -180 С до 7,7% и нагревао5ют до 120 С. При нагреве возвращалось 7,65%заданной деформации, что соответствует п 0,99,Значения и, полученные при 300, 400, 500 Симеют ту же величину,Таким образом,по данныки предлагаемый способ обрна основе Т(й увеличиваетго формоизменения, по сравполученным только после плции, в 1,4 - 4 раза, что нозвцент. брака при изготовленипотребуется меньшая величинпластической деформации длной величины обратимогомериалы на основе Тй,обной пластичностью); повыситермочувствительных элемен ученныи после пластическ е интервала мартенситных пытается при отжигах до начение имеет не только ия эффекта, но и его высо тойчивость (изделия смогЮ О 60 ИТеимрощуро, Счда ЦНИИПИ Заказ 6578/20 Тираж 727 Подписи иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная ных приборов и исполнительных устройств изсплавов на основе ТЙ. Формула изобретения Способ обработки сплавов на основе никелид титана, включающий пластическую дефор. мацию сплава выше интервала мартенситного превращенияо т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения обратимого формоиз 697600 8менения и степени восстановления формы приодиовременном уменьцении температурногогистерезиса формоизменения, после деформа.ции сплав отжигают при температуре 300 - 500 С,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Н 449105,кл. С 22 Г 1/00, 1974.1 о 2, Авторское свидетельство СССР У 501113,кл. С 22 Е 1/00, 1976,.ф а ваъеамлудр, с ффиеЗ