Файл: Коллеров М.Ю. Функциональные материалы (пособие).pdf

96 
 

Р

процесс
(2) – нап
МП (4) 

деформ

П

сплава

корроз

поверх

относя

(55  ма

обрабо

Рисунок  4
се охлажде

пряжением

в сплавах T

4.2

мирован

По своим 

ам, так как

зионные  с

хности  ме

ят к титан

асс.%).  Ос

отка  давл

.6.  Величи
ния при пр

м согласно 

TiNi-TiCu (

2. Особен

ных полу

химичес

к его взаи

свойства,

еталла.  В

новым спл

сновные 

лением) 

ины  обрат

рямом МП

кривой (3)

(a) и TiNi-T

нности те

уфабрика

ким свой

имодейств

,  определ

В  частнос

лавам, нес

особенно

подобны 

тимой  деф

П соответст

), квадрат ч
TiPd (б) [8, 

ехнологии

атов спл

йствам ни

вие с дру

ляет  диок

сти,  поэт

смотря на

ости  техн

титанов

формации, 

венно под 

частоты сво

стр. 217] 

и произв

авов на о

икелид тит

угими вещ

ксид  тита

тому  нике

а то, что п

нологии  н

вым  спла

которые 

напряжени

ободных ко

одства сл

основе ни

тана близ

ществами,

ана,  форм

елид  тит

по массе в

никелида 

авам,  поэ

накаплива

ием 100 М
олебаний в

литков и

икелида т

зок к тита

, в частно

мирующи

тана  чаще

в нем бол

титана  (

этому  ос

аются  в 

МПа (1) и 

в момент 

и 

титана 

ановым 

ости его 

ийся  на 

е  всего 

льше Ni 

плавка, 

своение 

97 
 

производства  никелида  титана,  как  правило,  происходит  на  тех 

предприятиях, которые производят титановые сплавы. При температурах до 

550

С,  когда  диоксид  титана  имеет  структуру  анатаза,  титановые  сплавы 

обладают  очень  высокой  коррозионной  стойкостью  в  большинстве 

агрессивных  сред.  При  более  высоких  температурах  анатаз  переходит  в 

рутил,  что  резко  уменьшает  защитные  свойства  диоксида  титана.  Поэтому 

если  проводится  обработка  изделий  из  никелида  титана  при  температурах 

выше 550

С  их  поверхность  необходимо  защищать  от  окисления 

инертными  газами  (аргоном)  или  создавать  вакуум.  Однако  в  технологии 

никелида  титана  есть  и  ряд  особенностей,  которые  усложняют  процесс 

получения полуфабрикатов и изделий. 

В  первую  очередь  это  относится  к  выплавке  слитков  необходимого 

состава.  Так  как  никелид  титана  можно  считать  самым  сильно 

легированным  сплавом,  то  для  получения  слитка  с  точным  химическим 

составом  необходимо  обеспечить  хорошее  перемешивание  всей  ванны 

жидкого металла. Часто применяют комбинированный метод, состоящий в 

вакуумной  гарнисажной  плавке  и  последующем  вакуумном  электро-

дуговом переплаве. Однако этот способ не позволяет получить достаточно 

однородный  слиток  требуемого  химического  состава.  В  последние  годы 

стали  применять  вакуумный  индукционный  переплав  в  установке  с 

холодным  тиглем.  В  последнем  случае  обеспечивается  интенсивное 

перемешивание  расплава  в  магнитном  поле  индуктора  и  минимальное  его 

взаимодействие  с  окружающей  средой.  Но,  несмотря  на  это,  обеспечить 

прецизионность  состава  с  точностью  до 0,1 % компонентов  не  удается.  В 

тоже  время  от  содержания  титана  и  никеля  сильно  зависят  температуры 

мартенситного  превращения  материала,  а  следовательно  и  температура 

восстановления его формы. На рисунке 4.7 приведено влияние содержание 

никеля в сплаве на основе никелида титана на температуры восстановления. 

98 
 

Видно,

восстан

больши

должна

точнос

метода

структу

чтобы 

Р

никеля в

В

полуфа

1

послед

объему

подвер

, что в узк

новления

инства  у

а быть не

сть  соста

ами  прак

урой  мат

обеспечи

Рисунок  4.

в сплавах н

Возможны

абрикатов

1)  Приме

дующим 

у  слитков

ргать  их 

кой облас

я  могут  м

устройств

е хуже 

5

ава  сплав

ктически 

териала  п

ить необхо

.7.  Зависим

на основе н

ы  два  ос

в из никел

енять  ко

вакуумно

в  и,  пос

селекти

сти состав

меняться

,  использ

5 и даже 

ва  по  вс

невозм

при  посл

одимые т

мость  тем

никелида ти

сновных 

лида тита

омбиниро

одуговым

ле  получ

вному  о

вов в пре

от +110

зующих 

1С. Об

сему  объ

ожно.  П

ледующей

температу

мператур  в

итана. 

подхода 

ана. 

ованный 

м  перепл

чения  из 

отбору  п

еделах 1-1

0  до - 70

ЭПФ  точ

беспечить

ъему  сли

Поэтому 

й  обрабо

уры восст

осстановле

[21]  к  п

метод 

лавом)  дл

них  осн

о  темпер

1,5% нике

0

С.  В  т

чность  эт

ь необход

итка  мета

необход

отке  полу

ановлени

ения  форм

производ

(гарнисаж

ля  плавк

новных  п

ратурам 

еля темпе

тоже  вре

тих  темп

димую дл

аллургич

димо  упр

уфабрика

ия формы

мы  от  сод

ству  сли

жная  пл

ки  больш

полуфабр

восстано

ературы 

мя  для 

ператур 

ля этого 

ческими 

равлять 

та  так, 

.  

ержания 

итков  и 

авка  с 

ших  по 

икатов, 

овления 

99 
 

формы 

с 

последующей 

поставкой 

материала 

с 

требуемыми 

характеристиками заказчику. 

2) Проводить выплавку вакуумно-индукционным методом небольших 

слитков  с  достаточно  точным  химическим  составом  с  возможностью 

последующего  повторного  переплава  с  корректировкой  химического 

состава для обеспечения требуемых характеристик материала. 

Первый подход более эффективен при большом  объеме потребления 

материала  с  различными  характеристиками.  Второй  подход  эффективен  в 

том  случае,  когда  потребителю  требуется  небольшой  объем  материала  с 

регламентированными характеристиками. 

Особенности  переработки  слитка  никелида  титана  в  полуфабрикат 

связаны с достаточно узкой температурной областью его деформации. При 

температурах  свыше 1000

С  возможно  расплавление  эвтектических  и 

перетектических кристаллов, присутствующих в слитках. При температурах 

ниже 950

  пластичность  сплава  не  всегда  достаточна  для  значительной 

деформации  и  проработки  структуры.  В  процессе  горячей  деформации 

слитка сплава на основе никелида титана необходимо решать две основные 

задачи:  получение  требуемой  геометрии  полуфабриката  и  формирование 

необходимой  структуры.  Последняя  задача  актуальна  вследствие  низких 

механических  свойств  литой  структуры.  Это  связано  как  с  грубо 

дендритным  строением  В2-фазы,  так  и  образованием  большой  объемной 

доли  интерметаллида Ti

2

Ni (рисунок 4.8). Этот  богатый  титаном 

интерметаллид  не  должен  образовываться  при  концентрациях  титана  и 

никеля  в  пределах  паспортного  состава  сплавов  ТН1  и  нитинола.  По-

видимому,  его  образование  провоцируется  имеющимися  в  сплаве 

кислородом  в  виде  формирования  соединения Ti

4

Ni

2

O,  по  своей 

кристаллической структуре близкому к интерметаллиду Ti

2

Ni. 

100 
 

Р

и дефор

П

кислор

интерм

матери

собой 

мартен

требуе

П

также 

сплаво

очень м

в  мате

губчат

содерж

содерж

Рисунок 4.8

рмированно

Поэтому 

рода  соде

металлида

иала, но и

часть 

нситного 

мых терм

Примесны

окислени

ов  на  осн

мало кисл

ериале.  В 

ый титан

жащегося 

жание в сл

 250 

а  

8. Микрост

ого полуфа

в  спла

ержится 

а. Его при

и изменяе

титана.

превращ

момехани

ый  кислор

ием  расп

нове  нике

лорода и 

качестве

н или лом

кислоро

литке. 

труктура сл

абриката (б

авах  с 

достаточ

исутствие

т состав с

  Вслед

щения  В

ческих св

род  внос

лава в пр

елида  тит

значител

е  шихты 

м сплава В

ода  суще

литка, полу

б) сплава на

повышен

чно  мног

е в сплаве

сосущест

дствие  э

В2-фазы, 

войств ма

сится  в  с

роцессе п

тана  элек

льно не вл

титана  м

ВТ1-0. В 

ественно 

ученного ко

а основе ни

нным  со

го  (до  20

е не тольк

твующей 

этого  м

что  з

атериала, 

плав  с  ш

плавки. И

ктролитич

лияет на е

может  бы

этом ряду

увеличив

 250

б 

омбиниров

икелида тит

держание

0 %) бо

ко снижа

с ним В2

меняются

затрудняе

таблица 4

шихтовым

спользуем

ческий  ни

его конеч

ыть  испол

у материа

вается  и 

0 

ванным мет

тана. 

ем  прим

огатого  н

ает пласти

2-фазы, св

я  темпе

ет  обесп

4.2. 

м  материа

мый для 

икель  со

чное содер

льзован  и

алов коли

влияет 

тодом (а) 

месного 

никелем 

ичность 

вязывая 

ературы 

печение 

алом,  а 

плавки 

держит 

ржание 

иодный, 

ичество 

на  его