Беляев С.П.1, Реснина Н.Н.1, Рубаник В.В.2,3, Рубаник В.В. мл.2,3, Рубаник О.Е.2, Ломакин И.В.1

СВОЙСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ

1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 2Витебский государственный технологический университет, Витебск, Беларусь 3Институт технической акустики НАН Беларуси, Витебск, Беларусь [e-mail]

Одним из применений сплавов с памятью формы являются термомеханиче- ские приводы многократного действия. Как правило, в таких объектах элемент из сплава с памятью формы и упругое контртело являются различными телами, со- единенными между собой. Однако возможно и другое решение, когда два элемента составляют одно тело. Это может быть реализовано путем соединения элементов холодной сваркой взрывом.

В настоящей работе исследованы свойства биметаллических композитов на основе сплава TiNi с эффектом памяти формы, полученных сваркой взрывом. В качестве объектов исследования выбраны два композита: один, в котором сплав TiNi с эффектом памяти формы соединен с упругим стальным элементом (Ti49.3Ni50.7 – Х18Н10Т), и другой – в котором сплав TiNi соединен со сплавом TiNi другого состава (Ti49,3Ni50,7 – Ti50,0Ni50,0). В работе исследовали распределения хи- мических элементов и микротвердости в зоне сварного соединения, кинетику мар- тенситных превращений и функциональные свойства биметаллических компози- тов, в исходном состоянии (после сварки) и после термообработки при различных температурах. Установлено, что в результате сварки образуется прочное соедине- ние двух пластин без видимых дефектов сварного соединения. Показано, что ши- рина зоны перемешивания в композите Ti49.3Ni50.7 – Х18Н10Т составила ~ 6 мкм, что в сотни раз меньше, чем при других видах сварки. Выявлено, что сварка взры- вом приводит к значительной пластической деформации соударяемых пластин, что вызывает изменение кинетики мартенситных превращений. Показано, что отжиг приводит к восстановлению кинетики мартенситных превращений. Установлено, что обратимая деформация биметаллического композита определяется соотноше- нием толщин пластин, входящих в биметаллический композит. При этом макси- мальная обратимая деформация ограничена упругими свойствами контртела. Так, в композите Ti49.3Ni50.7 – Х18Н10Т максимальная обратимая деформация составляет

1.5 %. Однако это в 5 раз превышает значение обратимой деформации, наблюдае- мой в сплаве Ti49,3Ni50,7 при тех же условиях.

Таким образом результаты исследования показали, что биметаллические ком- позиты на основе сплава TiNi могут быть успешно использованы для создания термомеханических приводов многократного действия.

Дата добавления: 2017-01-14