как дислокации, а в способах 4 и 5 оно вызывается выделениями второй фазы и стабильным мартенситом деформации, который даже при нагреве не подвергается обратному превращению.

Созданная тем или иным способом дефектная структура, обладающая ярко выраженной текстурой, наследуется решеткой аустенитной фазы. Эта макроструктура и реализуется при повторном охлаждении, вызывая связанное с текстурой формоизменение [8].

Многие материалы обладают многократно-обратимой (круговой) памятью формы при термоциклировании через интервалы прямого и обратного мартенситного переходов. Зависимость деформации от температуры для таких материалов имеет характерный вид механического гистерезиса. Отличительной особенностью кругового эффекта памяти является чрезвычайно высокая циклическая стойкость: он не исчезает после практически любого количества теплосмен (десятков и сотен тысяч) [2].

1.7. Основные характеристики сплавов с эффектом памяти формы

Возможность применения материалов с памятью формы определяется их термомеханическими свойствами, которые можно разбить на три группы [3]:

1)температурные свойства: температура начала и конца восстановления формы;

2)деформационные свойства: степень восстанавливаемой деформации, степень сверхупругой деформации, степень восстановления формы;

3)силовые свойства: реактивные напряжения восстановления формы, удельная работа восстановления формы.

Различные методики испытаний, используемые для определения этих параметров, описаны в книге [3].

1.8. Сплавы на основе Ni-Ti

Из большого числа сплавов с ЭПФ промышленное применение получили сплавы систем Cu-Zn-Al, Cu-Al-Ni и Ni-Ti. В

32

таблице приведены значения некоторых свойств сплавов этих систем. Нитинол (50 ат. % Ni – 50 ат. % Ti) в сравнении со сплавами на основе меди обладает большей величиной обратимой деформации и большей температурой максимально допустимого нагрева, большей прочностью и пластичностью. Также отмечается высокая коррозионная стойкость никелида титана, большое число циклов при термоциклировании (до десятков тысяч).

Исходной (аустенитной) фазой в сплаве нитинол является соединение NiTi, имеющее ОЦК структуру B2 типа CsCl. Данное соединение существует в узком интервале концентраций 5052 ат. % Ni при 800 оС, отклонение от которого приводит к интенсивному выделению фаз Ni3Ti и Ti2Ni3 (рис. 1.21). Данная фаза характеризуется наличием обратимого термоупругого мар-

33

1.9. Сплавы на основе меди

Среди сплавов с ЭПФ на основе меди наибольшее применение получили сплавы систем Cu-Al-Ni и Cu-Zn-Al с использованием различных модификаторов (B, Ce, Co, V, Ti, Zr, Fe).

В этих сплавах зависимость температур начала прямого и обратного мартенситного превращения от состава сплава очень сильная и может быть описана эмпирическими выражениями

н(°С) = 2117 −58.79 ∙[(мас. % Zn)] −149.64 ∙(мас. % Al)]; (1.7) а для сплавовн(°С) Cu= 2020-Al-Ni−–45 ∙[(мас. % Ni)] −134 ∙(мас. % Al)]. (1.8)

Температуры превращений в данных сплавах могут варьироваться в достаточно широком интервале, но в то же время имеют верхние пределы (см., например, табл. 1.1), выше которых температура фазовых превращений может быть нестабильной из-за процессов старения.

Сплавы на основе Cu-Zn и Cu-Al получают) закалкой от высоких температур из области ОЦК ( твердого раствора цинка и алюминия в меди. При комнатных температурах данные сплавы представляют собой пересыщенные твердые растворы с упорядоченным расположением атомов по узлам ОЦК-решетки. Это состояние является метастабильным и при дальнейшем охлаждении или под действием внешней нагрузки происходят термоупругие мартенситные превращения, обеспечивающие эффекты°псевдоупругости и памяти формы. При нагреве выше 150-250 С пересыщенные твердые растворы неустойчивы и распадаются на равновесные фазы, теряя способность к мартенситным переходам и памяти формы. К другим недостатком данных систем можно отнести невысокие механические характери-

35