Способ инициирования фазового превращения в сплавах на основе т @ n @
Патент 1538919
Авторы
Классы МПК
Способ инициирования фазового превращения в сплавах на основе т @ n @
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области физического материаловедения и может быть использовано при отработке изделий из сплавов на основе TINI. Целью изобретения является расширение области применения сплавов на основе TINI. Способ осуществляется путем воздействия на сплав на основе TINI импульса проникающего излучения со средней плотностью потока энергии частиц E и длительностью &Tgr;, удовлетворяющими соотношению: Q + ρ C (T<SB POS="POST">пр</SB> - T) *98 E &Tgr;/R<SB POS="POST">о</SB> *98 ρ C (T<SB POS="POST">пл</SB> -T), где Q-скрытая удельная теплота мартенситного превращения материала, ρ - плотность, C - теплоемкость, T<SB POS="POST">пр</SB>, T<SB POS="POST">пл</SB>, T - температуры превращения, плавления и окружающей среды соответственно, R<SB POS="POST">о</SB> - эффективный пробег частиц излучения в сплаве. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„SU„, 153891 (51)5 В 01 J 3/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4342452/31-25 (22) 04.11.87 (46) 30.01.90. Бюл, Р 4 (71) Омский государственный университет (72) В.Е, Домрачев, Л.А. Монасевич и И.И. Паскаль (53) 621.386(088.8) (56) Василевский Р,Дж. Эффект запоминания формы в сплаве системы TiNi.
Сб. Эффект памяти формы в сплавах.
М.: Металлургия, 1979, с. 208-209. (54) СПОСОБ ИНИЦИИРОВАНИЯ ФАЗОВОГО
ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ TiNi (57) Изобретение относится к области физического материаловедения и может бить использовано при отработке издеИзобретение относится к физическому материаловедению и может быть использовано при обработке изделий из сплавов на основе TiNi, Цель изобретения — расширение области практического использования сплавов системы TiNi, Сущность способа заключается в том, что сплавы системы TiNi имеющие фазовое превращение мартенситного типа, подвергают воздействию импульса проникающего излучения при температуре Т окружающей среди либо при темпе ратурах эксплуатаций изделий из них более высоких, чем температура Т„( прямого мартенситного превращения, либо более низких, чем температура
Тц обратного превращения, вызывая протекание превращения благодаря выбору средней плотности потока энергии
2 лий из сплавов на основе TiNi. Целью изобретения является расширение области применения сплавов на основе Т1И1.
Способ осуществляется путем воздействия на сплав на основе Т1Ч1 импульса проникающего излучения со средней плотностью потока энергии частиц Е и длительностью (,, удовлетворяющими соотношению . О+рС(Т „-Т)(Е7/R ( (у С(Т„„ -Т), где Ч вЂ” скрытая удельная теплота мартенситного превращения материала;,/о — плотность; С вЂ” теплоемкость1 ".. лр э Т пл э Т вЂ” температуры превращения, плавления и окружающей среды соответственно; К вЂ” эффективный пробег частиц излучения в сплаве.
1 табл.
Е и длительности импульса из условия рл
Я+УС(т-р- -) с к (1С(Т--Т)
Вo где Π— скрытая удельная теплота мартенситного превращения; р — плот- Ж ность; С вЂ” теплоемкость сплава; Т„„ температура его плавления; Ro — эф- Я, фективный пробег частиц излучения в сплаве.
В качестве проникающего излучения можно использовать импульсные потоки заряженных частиц, нейтронов, гамма и рентгеновского излучения, производя облучение сплавов на основе TiNi c температурой обратного мартенситного превращения (МП) выше температуры среды на 0-100 К и температурой прямого MII ниже температуры среды на
0-20 К.
1538919
Интервалы температур МП относительно температуры среды установлены
Экспериментально. При температурах обратного МП на 100 и более градусов выше и прямого MII на ?О и более градусов ниже температуры среды мартенситное превращение не удавалось вызвать при увеличении плотности потока энвргии частиц вплоть до величины, цри которых материал плавится.
Приведенное соотношение включает
1 ледующие параметры: F../R — средняя удельная энергия, выделяемая прони1 йающим излучением в слое материала толщины В.; Я"-уС(Т „ -Т) — минимальная удельная тепловая энергия, необходимая для совершения мартенситного преВращения; )С(Т„„-Т) — удельная тепловая энергия, требуемая для расплавле- 20
Иия материала, и смысл его состоит том, что среднее значение удельной
Гепловой энергии выделяемой прониКающим излучением в материале, должНо быть большим минимальной энергии, Необходимой для совершения ЧП, и
Меньшим тепловой энергии, приводящей к расплавлению материала. При этом
Ьазовое превращение при импульсном воздействии обусловливается совокупным действием как теплового фронта, .так и возникающей при этом ударной волны, Воздействие на материал импульса
1 проникающего излучения позволяет за
35 меньшее время, чем при традиционном
1т П поверхностном нагреве, внести в материал энергию, необходимую для фазового превращения. Кроме того, применяя диафрагмы или фокусирующие устройства, можно пространственно локализовать импульсное воздействие. На основании этих фактов могут работать различные устройства, что и расширяет область применения сплавов на основе TiNi, Способ инициирования фазового перехода аустенит — мартенсит в сплаве
TiNi осуществлялся путем воздействия на материал пучком релятивистских электронов, образуемых сильноточным импульсным ускорителем ГИН-400, длительность электронного импульса
12 нс, средняя энергия электронов
0,2 МэВ, в экспериментах варьировали плотность потока энергии Е, Облучению подвергали пластинки из TiN1 размером 5 10 »1 мм с концентрацией никеля 49,3 и 50,67., находящиеся при комнатной температуре в мартенситном
Результаты
F. 7ь /Р
Дж смз
Эксперимент, 1В
Нет МП
Есть МП
То же
6000
Пластины в области облучения расплавились
После облучения на рентгенограммах появились в экспериментах 2-4 на сплЯВе .,э go Г1 49 9 Яустенитные пики у я В спляве 1 +9g Ч1 g« — мартенситные
I I пики, что свидетельствует о фазовом переходе.
Эксперименты 4 и 5 приведены на ускорителе релятивистских электронов
"Тонус", Здесь при той же длительности импульса средняя энергия электронов составляла 1,5 МэВ.
Время воздействия на материал в рассматриваемых случаях равняется длительности импульса i=12 нс.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Способ инициирования фазового превращения в сплавах на основе 7iNi, включающий внешнее воздействие, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью осуществления возможности локализации области фазового превращения в изделиях из сплавов системы TiNi воздействие на выбранную область осуществляют посредством импульса проникающего излучения со средней плотностью потока энергии Е и длительностью, удовлетворяющими соотношению
+ С(Т> Т) Ч С(Т »
Е
Ко где Я вЂ” скрытая удельная теплота мартенситного превращения сплава; и аустенитном состояниях соответственно °
Неравенство, которому должен удовлетворять выбор Е и С, в рассматриваемом случае выглядит следующим образом:
312 — †< 5170—
ДЖ F. i Дж смэ g,, смЗ
Для проверки его справедливости проведен ряд экспериментов, результаты которых сведены в таблицу.
1538919
Составитель Е. Сидохин
Редактор Е. Копча ТехредМ.Коданич Корректор С Черни
Подписное
Тираж 410
Заказ 177
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 у — плотность;
С вЂ” теплоемкость; т т — др э-ПЛе
Т вЂ” температуры мартенситного преврацения сплава, его температура плавления и температура сплава во время воздействия импульса;
R о — эААективный пробег частиц излучения в сплаве.