Введение к работе
Актуальность темы. Изучение природы мартенситнсго превращения (МП) в металлам и сплавах свяеано с именем Г.В.Курдюмова, в трудах которого заложены основы современного понимания кристаллографии4, металлографии, кинетики и термодинамшаї одного ио наиболее распространенных фазовых превращений в твердих телах. В настоящее время актуальность проблемы и масштабы изучения мартенситпых превращений значительно возросли. Такой интерес к МП обусловлен возможностями создания материалов пегого "поколения о вацанными свойствами (термиущ,у~ гость, сверхупругость, эффект памяти формы (ЭПФ), высокач демпфирующая способность и т.д.), обеспечивающими решение важных технических задач Новой и космической техники..
Сплавы памяти формы являются типичным образцом разработок направления: "новые материалы - новые применения". Экспериментальное и теоретическое изучение ЭПФ нашло отражение в работах отечественных и зарубежных ученых (А.А.Ильина, .В.Л.Лихачева, Е.З.Винтайкинз, С.Bert-мана и др). ЭПФ, в"формировании' которого основную роль играет термоупругое МП, обнаружен у широкого круга сплавов, в частности, is спла-ваз: систем Ti-Ni, Cu-A'l, Си-Мл, Au-Cd, Cu-Zn-Al и др. -Примеьягат сплавы памяти формы на основе интерметаллидов NiTi, CuZn, СизЛІ, которые обладают высокими характеристиками формовосстаковления.
Однако, диапазон рабочих температур, определяемый температурами МП, "большинства указанных сплавов памяти ограничен интервалом от -100 до 100 С. В то же время для работы элементов современных конструкций требуются -более -высокие рабочие /температуры.. '"Отчасти гту проблему ртаакт путем комплексного легирования. Однако, существенно повысить температуры МП в известных сплавах не удается. — Поиск новых- перспективных материалсВфЕозмокен на основ*..интерметаллидов f/JiNi и NiAl. В интерметаллиде MnNi при температуре около 700 С происходит аллотропическое превращение из 0-фа?ы со структурой В2 в 8-фазу со структурой Ll0. С точкіг зрения кристаллогеЬметрми это превращение аналогично термоупругим мартенситным превращениям в изЕестяах сплавах памяти- формы на основе, интерметаллидов- CuZn, СизАІ. Моноалюминид никеля имеет широкую область гомогенности: 45...64 aT.%Ni при 900 С,- причем ОЦК-структура В2 остается упорядоченной в пределах всей области гомогенности вплоть- до температуры плавления. Протекающее в интерметаллиде NiAl МП является термоупру-
гим. Существенным недостатком сплавов на основе интерметаллидов NiAl и MnNi является высокая хрупкость. Проблема разработки новых технологичных компоешшй с ЭПФ весьма актуальна. . .
Диссертационная работа выполнена в Тульском государственном университете в соответствии о тематическим планом НИР, координируемым Миниотерством общего и профессионального образования РФ (тема N 06-95).
Цель работы. Изучение кинетики-и механизмов фазовых превращений в легированных сплавах на основе интерметаллидов NiAl и MnNi методом внутреннего трения и разработка на этой основе рекомендаций для создания технологичных сплавов памяти формы с расширенным диапазоном рабочих температур.
Автор защищает: ' *
влияние легирования железом, марганцем, титаном, алюминием на характер и параметры аллотропического превращения в сплавах на основе интерметаллидов NiAl и MnNi; '
влияние.легирования*на структуру и овойртва сплавов на_ основе интерметаллидов NiAl и MnNi;
метод регулирования температурного интервала мартенситного -превращения путем термической обработки в сплавах систем Mn-Ni-Ti и Mn-Ni-Al.
Научная новизна:
- обоснован метод внутреннего трения для изучения фазовых прев
ращений в интерметаллидах NiAl и MnNi и сплавах на их основе; полу
чены, систематические данные о температурных спектрах внутреннего
трения и модуля упругости в интервале температур -160...600 С; в
сплаве 64Ni36Al выделена температурно8ависимая составляющая Q-1t в
диапазоне частот ~1QQQ Гц;
-определена температурно-концентрационная область проявления термоупругого превращения в исследованных сплавах;
в сплавах систем Ni-Al, Mn-Ni-Ti, Mn-Ni-Al установлены закономерности формирования двойниковой структуры в процессе превращения и ее характеристики (средняя ширина-двойника);
в высоколегированных сплавах систем Mn-Ni-Ti и Mn-Ni-Al интервал МП зависит от скорости охлаждения при термической обработке; изменение режима ' охлаждения при.термообработке может быть способом регулирования рабочих температур сплавов,
Практическая ценность работы. Определены характеристики, тип МП
в легированных интерметаллидных сплавах, что может явиться_. основой
для разработки новой группы технологичных материалов с памятью формы о расширенным диапазоном рабочих температур на основе интерметалли-дов HiAl и МпНі. Для регулирования температурного интервала проявления ЭПФ предложены легирование и термическая обработка.
Общая методика исследований. Изучение влияния легирования, термической' обработки на тип фазового перехода, температурный спектр внутреннего трения и модуля упругости проводили на среднечастотной установке РЖГМУ-ТулПЙ в диапазоне температур -150...600 С. Мик-рострукхурные исследования выполняли на . оптических микроскопах МИМ-8М, "Neophot-21". Рентгеноструктурныи анализ проводили с помощью дифрактометра, ДРОН-2.0. Измерения твердости выполняли на твердомере ТК-2М, микротвердости - на приборе ПМТ-3. Статистическую обработку экспериментальных результатов выполняли в соответствии о ГОСТ 8.207-76.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на XXXI - XXXIII '(1995.- 1997) научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ, International Conference on Martensіtic Transformation (IC0MAT-95; Lausanne, Swet-zerland), Международном семинаре "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1995), IX Международной конференции "Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах" (Тула, 1997), II региональной научно-практической конференции "Повышение 'долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы, перспективы". (Новомосковск, 1997 г.).
Публикации*. По теме диссертации опубликовано Б печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,_ четырех глав, заключения, списка литературы, двух приложений. Работа излажена на 130 страницах машинописного текста и содержит 55 рисунков, 14 таблиц и библиографию из 126 наименований.
