2.2.2. Сплавы с высокими упругими характеристиками

Сплавы с высокими упругими характеристиками (У9А, У10А, У11А, У12А) обладают высоким пределом упругости, высокой релаксационной стойкостью, низкими значениями характеристик неупругости (статического гистерезиса, внутреннего трения) [7]. Такие пружинные сплавы проходят упрочняющую обработку, как правило, комплексного характера., совмещающую несколько механизмов упрочнения (например, закалку, пластическую деформацию и отпуск).

Высокие упругие характеристики, релаксационная стойкость, сопротивление усталостному разрушению могут быть достигнуты, если получена мелкозернистая структура и отсутствует обезуглероженный слой. Высокие требования предъявляются к качеству поверхности: наличие концентраторов напряжений на изделиях из таких материалов недопустимо. Поверхностный наклеп успешно используется для повышения характеристик пружин.

Перспективным методом упрочнения пружинных сталей является отпуск под напряжением (динамическое старение).

2.2.3. Сплавы, обладающие эффектом памяти формы

Такие сплавы принадлежат различным системам: Ti-Ni, Fe-Ni, Cu-Al, Cu-Mn, Co-Ni, Ni-Al и др. [8]. Термин «память формы» используется для описания эффекта восстановления формы образца или детали, измененной в результате пластической деформации, при последующем нагреве или охлаждении.

Сплавы, обладающие эффектом памяти формы, способны к однократному восстановлению формы при нагреве или охлаждении. Повторные нагревы или охлаждения не приводят к изменению формы образцов или деталей. Существует и другая группа сплавов, обладающих «обратимой памятью формы». Эффект обратимой памяти формы проявляется в прямой зависимости формы образца от температуры. Каждой температуре соответствует своя форма и этот эффект проявляется при многократном изменении температуры. Сплавы обладают сверхупругостью.

Применение рассматриваемых материалов позволяет упростить процесс создания неразъемных соединений, монтаж крупногабаритных конструкций на месте, создать надежные системы слежения и регулирования и т.д. Перспективно применение таких сплавов в конструкциях, подлежащих самосооружению, особенно если самосооружение осуществляется в таких специфических условиях, какими являются космос, подводная среда, труднодоступные места оборудования и т.д.

2.2.4. Сверхпластичные сплавы

Под сверхпластичностью понимается способность металлов и сплавов к равномерной пластической деформации, достигающей сотен и тысяч процентов без ярко выраженной зоны локализации ее при низком сопротивлении деформации. Сверхпластичность установлена в металлах и сплавах на основе Fe, Ni, Ti, W, Co, Pb, Zn, Al и др. [9], например, Х26Н6.

Перспективными являются гидростатическая и газовая штамповка листовых полуфабрикатов. Такой штамповке подвергаются титановые сплавы, коррозионно-стойкие стали, алюминиевые сплавы. Например, из сплавов алюминия и цинка прессуют панели кузовов автомобилей и детали холодильников сложной формы. Возможно использование экструзии и волочения сверхпластичных сплавов. Перспективно использование сверхпластичности при соединении (сварке) металлов в твердом состоянии. При этом требуются значительно меньшие температуры, напряжения и продолжительность рабочего цикла по сравнению с обычными промышленными процессами сварки, например, диффузионной сварки.