Мейснер Л.Л., Остапенко М.Г., Лотков А.И., Коваль Н.Н., Гудимова Е.Ю

АНАЛИЗ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В НИКЕЛИДЕ ТИТАНА ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ИФПМ СО РАН, Россия,

[e-mail]

В связи с возрастающим интересом к модификации поверхностных слоев и созданию тонких покрытий на поверхности сплавов на основе никелида титана, проблема оценки остаточных напряжений в поверхностных слоях этих материалов приобретает особое значение. Наличие остаточных напряжений в поверхностных слоях этих сплавов может, в определенных условиях, спровоцировать термоупру- гое фазовое превращение из высокотемпературной фазы В2 в мартенситную фазу, или, напротив, подавить такое превращение. В обоих случаях это приводит к суще- ственным изменениям важных функциональных свойств этих материалов – сверх- эластичности или памяти формы. Поэтому поиск способов точной оценки величи- ны остаточных напряжений в приповерхностных слоях этих материалов после воз- действий заряженными пучками имеет важное значение.

Цель данной работы – сравнение результатов количественной оценки оста- точных напряжений в поверхностных слоях образцов никелида титана после элек- тронно-пучкового воздействия при использовании различных рентгеновских мето- дик измерения этих напряжений из картин рентгеновской дифракции, полученных в симметричной и асимметричной геометрии съемок.

Сплав для исследований был выплавлен в электродуговой печи из иодидного титана и никеля марки НО, взятых в эквиатомном соотношении. При комнатной температуре исходные образцы сплава (далее – образцы TiNi) характеризовались двухфазным состоянием из основной фазы со структурой В2 и небольшого количе- ства (< 5%об.) фазы Ti2Ni. Поверхности образцов облучались низкоэнергетическим (U = 15 кВ) сильноточным (I = 70 А) электронным пучком в условиях высокого ва- куума (~ 10-6 Па) с безмасляной откачкой, при плотности энергии в пучке Е = 20 Дж/см2. Рентгеноструктурные исследования структурно-фазовых состояний проводили на дифрактометре ДРОН-7 (ЦКП «НАНОТЕХ» ИФПМ СО РАН, г. Томск) в Со-Кα излучении.

a

В данной работе из сравнения рентгеновских дифракционных картин, полу- ченных при использовании симметричной схемы съемок, от образцов TiNi до и по- сле электронно-пучковой обработки обнаружено, что после облучения кроме ди- фракционных рефлексов от фаз В2 и Ti2Ni на дифрактограммах наблюдаются до- полнительные рефлексы, соответствующие мартенситной фазе В19¢ никелида ти- тана. Выявлено, что в результате электронно-пучковой обработки образцов TiNi образовался поверхностный «быстрозакаленный» слой, в котором значение пара-

a

метра решетки фазы В2 увеличилось

0 =3.0250±0.0005 Å относительно исходно-

B 2

го значения

0 =3.0132±0.0005 Å. Согласно полученным данным, максимальная

B 2

величина остаточных напряжений s»550 МПа наблюдается в поверхностном слое, тогда как в нижележащем слое с исходной структурой В2 материала величина s не превышает ~100 МПа.

Исследования проведены в рамках Г/б проектов № III.20.2.1 и при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (ГК № 16.740.11.0140).

Дата добавления: 2017-01-14