Способ обработки полуфабрикатов из сплавов с термоупругими мартенситными превращениями
Владельцы патента RU 2310696:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" (УГТУ) (RU)
Изобретение относится к металлургии и может найти применение в энергетическом машиностроении и приборостроении. Для повышения деформационных характеристик обратимого формоизменения, таких как пластичность прямого превращения и эффект памяти форм, используют термоциклическую тренировку в разгруженном состоянии на этапе нагревания от температуры Т=298 К до Т=500 К и под постоянным моментом сил на этапе охлаждения до Т=298 К. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии и может найти применение в энергетическом машиностроении и приборостроении.
Известен способ обработки полуфабрикатов из сплавов с термоупругими мартенситными превращениями, включающий пластическое деформирование путем термоциклирования через интервалы переходов (ГЦК - гранецентрированная кубическая решетка, соответствующая материалу, находящемуся в аустенитном состоянии, а ГЦТ - гранецентрированная тетроганальная решетка, соответствующая материалу, находящемуся в мартенситном состоянии) под постоянным напряжением различной величины либо после предварительного термоциклирования под нагрузкой [1].
Известен способ обработки полуфабрикатов из медно-марганцовых сплавов с термоупругими мартенситными превращениями, включающий нагрев и охлаждение через интервалы превращений при различных напряжениях в режиме кручения [2].
По первому способу наблюдается большая необратимая деформация, во втором способе нельзя достичь более существенного увеличения деформационных характеристик, т.к. нет предварительной термоциклической тренировки. Оба способа сложно осуществимы, т.к. требуют криогенных температур.
Наиболее близким аналогом является способ обработки полуфабрикатов из сплавов с термоупругими мартенситными превращениями, включающий термоциклическую тренировку в интервале температур мартенситных превращений [3].
Способ заключается в том, что образец термоциклируют через интервалы переходов под напряжениями (τн) на этапе нагревания и (τо) на этапе охлаждения. После того, как значение деформаций: эффект памяти формы (ЭПФ) и пластичность прямого превращения (ППП) стабилизировались, осуществляется переход к термоциклированию под новыми более высокими напряжениями и продолжаются теплосмены до нового установившегося режима характеристики обратимого формоизменения (ОФИ). После этого установившиеся (ОФИ) при напряжениях сравниваются для тренированного и нетренированного материалов.
Деформационные эффекты, связанные с ЭПФ и ППП при переходах, невелики и редко превышают 1% в отличие от предложенного способа, где данные эффекты достигают 5-10%.
Термоциклирование происходит через интервал перехода, что требует криогенных температур, тем самым данный способ трудно осуществим в лабораторных условиях. Данный способ обработки полуфабрикатов осуществляется при постоянной внешней нагрузке в течение термоцикла, что существенно снижает область его применения.
Техническим результатом изобретения является повышение деформационных характеристик ОФИ, таких как ЭПФ и ППП.
Для этого в способе обработки полуфабрикатов из сплавов с термоупругими мартенситными превращениями, включающем термоциклическую тренировку в интервале температур мартенситных превращений, термоциклическую тренировку полуфабриката осуществляют в интервале температур от Т=298 К до Т=500 К, при этом нагрев ведут в разгруженном состоянии, а охлаждение - под нагрузкой, вызывающей кручение.
В лабораторных условиях использовали две серии опытов:
1. Термоциклирование через интервалы мартенситных переходов в течение 15-ти циклов при напряжениях τ, равных: 50; 100; 150; 200 МПа;
2. Термоциклирование через интервалы мартенситных переходов в течение 15-ти циклов при напряжениях τ, равных: 50; 100; 150; 200; 250 МПа после предшествующей "термоциклической тренировки" под напряжением 200 МПа.
В таблице приведены конкретные примеры осуществления предложенного способа и данные по оценке деформационных характеристик по сравнению с обработкой по известному способу (пример 6). Как видно из таблицы деформационные характеристики по предложенному способу значительно выше деформационных характеристик по известному.
| Таблица | |||||
| Примеры | τ, МПа | Нетренированный образец | Тренир. образец при τ=200 МПа | ||
| τ 0; γпп, % | τ=0; γпп, % | τ 0; γпп, % | τ=0; γп, % | ||
| 1 | 50 | 3,56 | 3,55 | 9,41 | 9,37 |
| 2 | 100 | 9,79 | 9,75 | 10,96 | 10,88 |
| 3 | 150 | 11,97 | 11,84 | 12,31 | 12,26 |
| 4 | 200 | 13,39 | 12,97 | 13,88 | 13,28 |
| 5 | 250 | 14,02 | 13,68 | - | - |
| 6 | 65 | 0,37 | 0,49 | Тренир. образец при τ=84 МПа | |
| 0,63 | 1,12 |
Где: γп - деформация, соответствующая обратимому эффекту памяти формы при нагревании, γпп - деформация, соответствующая пластичности прямого превращения при охлаждении.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. И.Н.Андронов, С.Л.Кузьмин, В.А.Лихачев. Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия, 1986, №2, с.84-88.
2. И.Н.Андронов, В.А.Лихачев. Проблемы прочности, 1987, №7, с.50-54.
3. И.Н.Андронов, В.А.Лихачев. Известия высших уч. заведений. Цветная металлургия, 1986, №2, с.97-102 (прототип).
Способ обработки полуфабрикатов из сплавов с термоупругими мартенситными превращениями, включающий термоциклическую тренировку в интервале температур мартенситных превращений, отличающийся тем, что термоциклическую тренировку полуфабриката осуществляют в интервале температур от Т 298 до Т 500 К, при этом нагрев ведут в разгруженном состоянии, а охлаждение - под нагрузкой, вызывающей кручение.
