Способ определения термических показателей термочувствительных элементов с эффектом памяти формы

 

Изобретение относится к термическому анализу и, в частности, к способу определения термических показателей элементов из материалов, проявляющих эффект памяти формы. Цель изобретения - повышение точности и информативности исследований. Определяют температурные границы мартенситного превращения в элементах. В установленном температурном интервале проводят термоциклирование элементов без нагрузки, при различных фиксированных нагрузках и при различных фиксированных уровнях деформации, одновременно регистрируя температурную зависимость электросопротивления. По полученной информации путем графических построений определяют температуры начала и конца прямого и обратного мартенситного превращения. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

45 О А1 (19) (11) (511 4 G 01 N 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4216498/31-25 (22) 24.03.87 (46) 23.04.89. Бюл. У 15 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.B. Остапенко (53) 536.42(088.8) (56) Ыаутпап С.М. et al. Transformation behavior and the shape memory

in therma1u cycled NiTi. Scripta

metallurgica, 1972, vol. 6, р.115122.

Чернов Д.Б. Параметры памяти формы. Терминология, методы определения и диаграммы работоспособности.

Тезисы III-й Всесоюзной конференции

"Сверхупругость, эффект памяти формы и их применение в новой технике".

Томск, сентябрь 1985, с. 212-213.

Изобретение относится к термическому анализу, в.частности к определению термических показателей термочувствительных элементов (ТЧЗ) из материалов, проявляющих эффект памяти формы (ЭПФ).

Цель изобретения — повьппение точности и информативности определения термических показателей.

На фиг. 1 показан график определения температур фазовых превращений; на фиг. 2 — построения при определе(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЬ(Х ЭЛЕМЕНТОВ С ЭФФЕКТОМ ПА1ИТИ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к термическому анализу и, в частности, к способу определения термических показателей элементов иэ материалов, проявляющих эффект памяти формы. Цель изобретения — повышение точности и информативности исследований. Определяют температурные границы мартенситного превращения в элементах. Б установленном температурном интервале проводят термоциклирование элементов без нагрузки, при различных фиксированных нагрузках и при различных фиксированных уровнях деформации, одновременно регистрируя температурную зависимость электросопротивления.

По полученной информации путем графических построений определяют температуры начала и конца прямого и обратного мартенситного превращения.

2 ил., 1 табл. нии в координатах напряжения, деформации, температуры.

Способ осуществляют следующим образом.

Термочувствительный элемент с ЭПФ подвергают изотермическому циклическому деформированию при одноосном растяжении в интервале температур мартенситного превращения. Границы интервала определяют по появлению и исчезновению гистерезисного характе1474530 ра диаграммы деформирования, затем в установленном температурном интервале проводят термоциклирование элемента без нагрузки и при различных фиксированных ее уровнях. В процес5 се термоциклирования измеряют электросопротивление образца и температуру, по которым определяют температуру 1<è Ис Ан и Л„ начала и конца прямого и обратного мартенситного превращений соответственно.

При этом за температуру И„ начала

-прямого мартенснтного превращения принймают температуру максимума элек- 15 тросопротивления при охлаждении ТЧЭ.

За температуру И скончания перехода аустенита в мартенсит принимают меньшую из температур, при которых кривые охлаждения и нагрева сходятся в одну линию (фиг. 1). Большая из этих температур А соответствует окончанию обратного превращения. За температуру А„ начала обратного превращения принимают точку, в которой резко изменяется наклон температурной зависимости электросопротивления при нагреве. Аналогичную серию измерений температур границ фазовых переходов при .термоциклировании проводят при фиксированных уровнях деформации ТЧЭ.

Высокотемцературные границы (фиг.2) петель гистерезиса G (T)=const (криЕ, вая 1), g (Т)усопз (кривая 2) образуют кривую А„ ((7,E) (кривая 3), соответствующую нижней границе температурной области устойчивого аустенита при заданных уровнях напряжения и деформации. Аналогичным образом по низкотемпературным границам гистерезисных петель (кривые 1 и 2)

40 строят кривую 4 И„ (б,E), ограничивающую сверху температурную область устойчивого мартенсита при заданных уровнях С и Я.

По верхним кривым изотермических гистерезисных диаграмм деформирования 5 (5) = const (кривая 5) строят поверхность $,, на которой определяют положение точек И „ по максимуму электросопротивления при охлаждении в процессах термоциклирования. Геометрическое место этих точек образует линию Иц ((,E) (кривая 6), определяющую температуру начала прямого мартенситного превращения для данных 55

Яи<

По нижним кривым 5 изотермических диаграмм деформирования строят поверхность S, на которой определяют положение точек А„ по резкому изменению температурной зависимости электросопротивления при нагревании в процессах термоциклирования. Геометрическое место этих точек образует линию Ар (O,f) (кривая 7),. определяющую температуру обратного мартенситного превращения при заданных С и Е .

Способ позволяет получить полную информацию о зависимостях границ фазовых превращений от уровня напряжений и деформаций. Точность результатов обеспечивается однородной деформацией, возникающей в различных точках ТЧЭ при одноосном растяжении.

П р и м -е р. В качестве ТЧЭ с ЭПФ берут проволоку из никелида титана эквиатомного состава диаметром 0,2. ..0,5 мм. Перед испытанием элемент о подвергают отжигу при 500 С в течение 10 ч в среде инертного газа и охлаждают вместе с печью до комнатной температуры. Затем проводят тер- моциклирование элемента в диапазоне температур мартенситного превращения (20 циклов) и определяют его электросопротивление.

Деформационно-силовое воздействие задают одноосным растяжением. Точки фазовых переходов определяют по температурной зависимости электросопротивления.

Результаты представлены в таблице.

Из таблицы видно, что при реализации предлагаемого способа с постоянной величиной деформации все точки фазовых переходов смещаются более равномерно, чем при постоянной нагрузке, когда термические показатели прямого мартенситного превращения смещаются сильнее, чем для обратного.

Формула изобретения

Способ определения термических показателей термочувствительных элементов с эффектом памяти формы, заключающийся в термоциклировании элемента в диапазоне температур мартенситного превращения в разгруженном состоянии и под нагрузкой и определении границ фазовых переходов по изменению электросопротивления элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности"и

5 1474530 е информативности исследований, измере- торые проецируют точки начала и конния под нагрузкой проводят при одно- ца прямого и обратного мартенситных осном растяжении элемента и дополни- превращений, полученные при термоциктельно термоциклируют элемент при лировании, и определяют термические .5 различных фиксированных величинах показатели — температуры начала и деформации, регистрируют изотермы конца фазовых переходов — как функциклического деформирования, на ко- ции напряжения и деформации. !

Деформационно-силовые параметры

Термические покао затели, С

Р=О

Р=100 МПа

E= 0 f 0,017 Е= 0,021 6=0,05

55

М„

Мц

А„

12

33

39

29

72

75.

100

42

1474530

Составитель С. Харламов

Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Король

Редактор Н. Тупица

Заказ 1886/41 Тираж 788 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101