ВУЗ: Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Материаловедение
Добавлен: 18.02.2019
Просмотров: 7659
Скачиваний: 113
6
DO
3
– кубическая упорядоченная кристаллическая структура типа Fe
3
Al,
полученная из ОЦК решетки;
L2
1
– упорядоченная кристаллическая структура типа Cu
2
MnAl, полученная
из ОЦК решетки;
R – ромбоэдрическая решетка мартенсита;
v – скорость охлаждения;
v
1
кр
– первая критическая скорость охлаждения;
ε – деформация при испытании на растяжение, сжатие, изгиб;
– деформация при испытании на кручение;
ε
0,2
КР
,
0,2
КР
– критическая степень наведенной деформации, определенная по
заданному допуску на величину невосстановленной деформации (0,2 %);
ε
1
КР
,
1
КР
– первая критическая степень деформации;
ε
2
КР
,
2
КР
– вторая критическая степень деформации;
в
,
в
– восстановленная деформация;
ε
К
ОБ
,
К
ОБ
– максимально возможная кристаллографически обратимая
деформация;
н
,
н
– наведенная деформация;
нв
,
нв
– не восстановленная деформация;
о
в
,
о
в
– обратимая величина восстановления формы при обратимом ЭПФ;
ост
,
ост
– остаточная деформация;
су
,
су
– сверхупругая деформация;
у
,
у
– упругая деформация;
0,2
КР
,
0,2
КР
– критическое напряжение, отвечающее критической
деформации ε
0,2
КР
(
0,2
КР
);
– нормальное напряжение;
σ
МП
– механическое напряжение, вызывающее образование мартенсита
напряжения;
7
σ
Н
В
– напряжения начала возврата деформации;
σ
Н
Н
– напряжения начала накопления деформации при нагружении;
σ
К
В
– напряжения конца возврата деформации;
σ
К
Н
– напряжения конца накопления деформации при нагружении;
м
– критическое напряжение мартенситного сдвига;
пц
– предел пропорциональности;
σ
Р
– реактивные напряжения;
ск
– критическое напряжение скольжения;
σ
Т
– физический предел текучести;
σ
Т
ДВ
– напряжение,
вызывающее
процесс
двойникования
и
передвойникования в мартенсите;
σ
У
– упругие напряжения;
– касательное напряжение;
– угол закручивания образца при испытании на кручение.
8
Оглавление
Стр.
Введение…………………………………………………………………………… 10
Глава 1 Общие представления о материалах с памятью формы……..………… 15
1.1. История открытия эффекта памяти формы……….………….…….. 15
1.2. Некоторые понятия о материалах с памятью формы…..….………. 18
Вопросы для самоконтроля к Главе 1…………………………………… 26
Глава 2 Кристаллографические особенности мартенситных превращений в
материалах с памятью формы………………………..………………….. 27
2.1. Кристаллогеометрические характеристики…………….………….. 27
2.2. Механизмы накопления деформации……………………………….. 47
2.3. Механизмы возврата деформации…………………………………... 51
Вопросы для самоконтроля к Главе 2…………………………………… 53
Глава 3 Эффекты памяти формы и методы определения термомеханических
свойств и характеристик ……..……………….…………………………. 55
3.1. Классификация эффектов памяти формы…………………………. 55
3.2. Термомеханические свойства материалов с эффектом памяти
формы……………………………………………………………………. 58
3.3. Методы определения термомеханических свойств МПФ и
характеристик образцов…………………………………………………. 64
Вопросы для самоконтроля к Главе 3……………………..…………… 86
Глава 4 Особенности структуры и свойств сплавов с упорядоченной
структурой……………………………………………………………….. 88
4.1. Структура и свойства сплавов на основе никелида титана….….. 88
4.2. Особенности технологии производства слитков и деформиро-
ванных полуфабрикатов сплавов на основе никелида титана……….. 95
4.3 Влияние термической обработки на термомеханические свойства
сплавов на основе никелида титана…………………………………… 103
4.4 Особенности структуры и свойств сплавов на основе меди……..
110
Вопросы для самоконтроля к Главе 4……………………..…………… 113
Глава 5 Особенности проявления эффекта памяти формы в сплавах с неупо-
рядоченной структурой……………………………..…………………... 114
5.1 Сплавы на основе титана……………………………………………. 114
5.2. Сплавы на основе железа и марганца……………………………… 124
Вопросы для самоконтроля к Главе 5……………………..…………… 126
9
Стр.
Глава 6 Основные направления применения функциональных материалов с
эффектом памяти формы в технике и медицине..................................... 127
6.1. Трансформирующиеся конструкции………………………….…… 128
6.2. Термомеханические соединения…………………………………... 131
6.3. Термосиловые исполнительные элементы……………………….. 136
6.4. Сверхупругие элементы……………………………………………. 142
6.5. Температурные датчики и терморегуляторы……………………... 142
6.6. Тепловые двигатели………………………………………………… 146
6.7. Медицинские имплантаты и инструмент………………………… 149
Вопросы для самоконтроля к Главе 6……………………..…………… 162
Заключение……………………………………………………………… 163
Литература………………………………………………………………
164
10
Введение
По своему назначению материалы чаще всего разделяют на
следующие группы:
1
Конструкционные
2
Инструментальные
3
Жаропрочные
4
Специальные
Конструкционные материалы предназначены для изготовления
деталей машин, эксплуатирующихся при относительно невысоких
температурах (для каждого материала это своя область температур).
Основная задача конструкционных материалов сохранять форму
изготовленных из них деталей (пластически не деформироваться и не
разрушаться). Поэтому их главной характеристикой является предел
текучести, определяющий максимальный уровень напряжений, которые
может испытывать деталь в процессе эксплуатации. Некоторые
особенности работы изделия могут накладывать дополнительные
требования. Так, если деталь подвергается циклическим нагрузкам, то на
первое место выходит предел выносливости материала. Если деталь должна
обладать высокой жесткостью (сохранять форму в области упругих
деформаций), то необходимо анализировать модули упругости материала.
Для применения в авиации и космонавтике важными являются не
абсолютные значения характеристик прочности и жесткости, а их удельные
значения, отнесенные к плотности материала.
Жаропрочные
материалы
можно
считать
разновидностью
конструкционных,
но
эксплуатирующихся
при
более
высоких
температурах, что накладывает на них специфические требования. В
частности это требования к длительной прочности, ползучести др.
Необходимо отметить, что рабочие температуры одних жаропрочных
сплавов (например на основе алюминия) могут быть ниже температуры
эксплуатации конструкционных сплавов на другой основе (стали,
титановые сплавы).