Звіт про науково-дослідну роботу: "Дослідження закономірностей деформації та руйнування титанових сплавів, схильних до мартенситних перетворень"

Abstract

МЕТА РОБОТИ - дослідити вплив легуючих елементів та структури на механізми деформації і комплекс механічних властивостей в сплавах титану, що демонструють мартенситне перетворення. Провести порівняльний аналіз механічної поведінки відомих сплавів Ті-Ni, поблизу еквіатомного складу, та Ті-Nb, при концентрації Nb 10-30% ат., із сплавами на основі інтерметаліду Тi¬3Sn . ОБ'ЄКТИ ДОСЛІДЖЕННЯ - сплави системи Ті-Ni поблизу еквіатомного складу, системи Ті-Nb10-30 % ат. Nb та сплави на основі інтерметаліду ТізSn. МЕТОДИ ДОСПІДЖЕНЬ - світлова, скануюча, трансмісійна електронна мікроскопія, в тому числі високої роздільної здатності, рентгенівський аналіз, дилатометрія, скануючи калориметрія, вимірювання електроопору, випробування на стиснення, згин, вимірювання твердості, ДМА. Вперше встановлено наявність мартенситного перетворення в сплавах на основі інтерметаліду ТізSn. Фізичні експерименти, які виконані методами дилатометрії, електроопору, скануючої дилатометрії, ДМА, визначення деформація перетворення демонструють наявність мартенситного перетворення в діапазоні температур від - 100 до 100 °С. Рентгеноструктурний аналіз продемонстрував, що при кімнатній температурі структура литого сплаву Тi75,5Sn24,5 є орторомбічною Стст. Дослідження методом ТЕМ продемонстрували наявність надмілких (3-5 нм) двійників. Електронограма демонструє дві сітки рефлексів: одна відповідає зоні [001], друга - [00-1]; площина двійникування - (110). Прецизійні механічні випробування показали, що механізм псевдо пружної деформації доцільно віднести до гумоподібної поведінки, що відбувається за рахунок переорієнтації двійників. Мінімальні значення модуля пружності сягають 4 ГПа і можуть варіюватися в широких межах за рахунок мікролегування або зміни розміру зерна. Максимальна демпфуча здатність матеріалів цього класу сягає 0,25 і залишається на високому рівні для всіх досліджених сплавів. Встановлена та вивчена структурна чутливість параметрів надпружності. Отримані данні свідчать про те, що за показниками надпружності (мінімальні значення модуля пружності та максимальна демпфуюча здатність) досліджені сплави суттєвопереважають відомі мартенситі сплави систем Ті-Ni та Ті-Nb, що робить їх привабливими для використання в якості демпфуючих приладів та низкомодульних імплантатів в медицині. КЛЮЧОВІ СЛОВА: МАРТЕНСИТНЕ ПЕРЕТВОРЕННЯ, ТИТАНОВІ СПЛАВИ, ДЕФОРМАЦІЯ, НАДПРУЖНІСТЬ, ГРАНИЦЯ ПЛИННОСТІ, РУЙНУВАННЯ.