Среда, Июль 24, 2024
29.02.2024

Российские ученые разработали способ улучшения свойств сплава с памятью формы

Исследователи Университета МИСИС и ИМЕТ РАН нашли способ улучшить механические и функциональные свойства сплавов с памятью формы на основе никелида титана (TiNi) за счет сочетания процессов старения и интенсивной пластической деформации. Полученные результаты открывают новые перспективы для применения «умных» материалов в различных областях медицины и техники благодаря получению высоких механических и функциональных свойств, недостижимых после применения используемой в настоящее время технологии получения сплавов TiNi, включающей высокотемпературную деформационную обработку.

Свойства сплавов с памятью формы являются структурно-чувствительными и зависят от используемого режима термической и термомеханической обработки. Никелид титана (TiNi) - один из наиболее широко используемых сплавов с памятью формы, обладающий наилучшим комплексом свойств. В заэквиатомных по никелю сплавах особую роль при формировании структуры играют процессы старения, развивающиеся как при деформации, так и в результате предварительной и последеформационной термических обработок.

«Целенаправленное, управляемое старение никелида титана, проводимое по определенным температурно-временным режимам, позволяет во многих случаях улучшить функциональные характеристики материала, такие как способность восстанавливать форму после большой деформации, развивать при этом большие усилия и проявлять эти свойства в требуемом интервале температур. Однако старение сплавов с памятью формы может иметь и отрицательные последствия. Например, интенсивная пластическая деформация, создающая полезную для функциональных свойств нанокристаллическую структуру, может в то же время привести к преждевременному разрушению материала при испытаниях и эксплуатации. Поэтому контроль процесса старения и оптимизация условий его проведения играют важную роль в создании высококачественных сплавов с памятью формы», - рассказал д.ф.-м.н. Сергей Прокошкин, главный научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.

Исследователи показали, что предварительное старение образцов TiNi в течение 5 часов до проведения равноканального углового прессования в квазинепрерывном режиме, а также последеформационное старение при 430°C в течение 1 часа обеспечили наилучшее сочетание механических и функциональных свойств. В результате дислокационный предел текучести составил 1410 МПа, предел прочности - 1562 МПа, а обратимая деформация - 11,6%. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Metals (Q1).

«Университет МИСИС – признанный лидер в области материаловедения в России и мире. На протяжении нескольких десятилетий в нашем вузе развивается направление «Сплавы с памятью формы». Созданные за это время исследователями НИТУ МИСИС материалы и технологии используются во многих отраслях отечественной промышленности, успешно внедрены в производство. Новая технология, разработанная учеными под руководством известного металловеда, д.ф.-м.н., профессора Сергея Дмитриевича Прокошкина, сочетает процессы старения металла и пластической деформации. Она позволяет значительно улучшить функциональные свойства сплавов с памятью формы на основе никелида титана, расширить их применение в высокотехнологичных сферах – авиакосмической промышленности, биомедицине, приборостроении и других», – рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.

Работа ученых дает представление о влиянии равноканального углового прессования в квазинепрерывном режиме и термической обработкие на структуру и свойства сплава TiNi с памятью формы, расширяя возможности управления функциональными характеристиками «умного» сплава в результате термомеханической обработки по новым режимам.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

24.07.2024

Кыргызстану нужны инвестиции, чтобы возродить урановую отрасль
Возможно, в этом поучаствуют Ротшильды?

24.07.2024

Индия стремится на дно океана
Глубоководная добыча полезных ископаемых становится мировым трендом

23.07.2024

Золото дорожает после выхода Байдена из президентской гонки
Цена растёт на фоне ослабления доллара и конспирологических теорий