Способ изготовления полуфабрикатов из сплавов на основе никелида титана Советский патент 1992 года по МПК C22F1/00 

Изобретение относится к обработке материалов с обратимыми фазовыми превращениями мартенситного типа, обладающих свойствами формоизмерения, и может быть использовано при холодной прокатке, волочении, плющении, ротационной ковке и других способах обработки давлением сплавов с эффектом памяти формы в металлургии и машиностроении.

Известен способ изготовления проволоки из никелида титана, включающий холодное волочение (Ј до 12%) с промежуточными отжигами до 650°С.

Недостаток известного способа заключается в том, что его применение для получения полуфабриката сильно затруднего из-за возврата деформации при термоупругом маотенситном превращении после отжига до 600°С. При степенях деформации до 12% возврат деформации составляет 70- 100%, т. е. изделие практически не утоняется.

Цель изобретения - интенсификация процесса производства за счет подавления возврата деформации при термоупругом мартенситном превращении.

Для этого в предлагаемом способе проводится деформационно-термическая обработка, термическую обработку ведут при 800-1100°С, а дальнейшую пластическую деформацию проводят со степенями деформации 25-65%, причем между термообработками производят смену направлений деформирования.

В процессе термической обработки происходит рекристаллизация никелида титана. При этом возможно выпадение фазы NiaTi, которая характеризуется параметрами атомно-кристаллического строения, отличными от фазы NiTi. Предположительно появление новой фазы приводит к торможению возврата границ за счет искажения первоначальной структуры.

При температурах 800-1100°С имеет место наименьший возврат деформации.

XI

(Л

о о

4 О

Пластическая деформация выводит материал из состояния равновесия, в нем начинают формироваться диссипативные структуры и при степени деформации 25% происходит необратимое нарушение когерентности межзеренных границ мартенсит- ной фазы. Переход когерентной границы в некогерентную в диссипативных структурах приводит к потере возврата деформации в материале. Верхний предел деформирования обусловлен возможностями пластического деформирования до степени деформации 65%. Производимая смена направлений деформирования необходима для более равномерного хаотичного распределения дислокаций, что связано с образующимися текстурами деформации, приводящими к понижению возврата деформации при термоупругом мартенситном превращении.

Проведение термообработки при температуре менее 800°С не позволяет рекри- сталлизоваться структуре сплава, а термообработка при температурах более 1100°С приводит к началу процессов плавления в микрообъемах.

Пластическая деформация со степенями деформации менее 25% не позволяет перевести когерентные границы в некогерентные, а при степени деформации более 65% наступает разрушение структуры.

В литературе известны способы термообработки с целью рекристаллизации, а также известны процессы пластической деформации с целью придания новой формы при геометрических размеров. Однако использование известных способов в совокупности совместно со сменой направления деформации и достижение иной цели позволяет говорить, что совокупность отличительных признаков является существенной.

Примеры конкретного выполнения.

Холодная пластическая обработка давлением осуществлялась на волочильном стане барабанного типа. Диаметр заготовки 8 мм, конечный диаметр после многократного волочения 0,6 мм. Материал проволоки -эквиатомныйсплавTi-50% Ni(никелид титана). Проводилась прокатка ленты на прокатном стане Дуо-200, Исходная толщина ленты 3 мм, конечная толщина ленты после многократной прокатки 5 мкм. Материал ленты сплава Ti - 49% Ni (никелид титана). Проводилась ротационная ковка на ротационно-ковочной машине РКМ-300, Исходный диаметр прутка - 8 мм. Конечный диаметр после многократной ковки - 3 мм. Материал прутка сплавов Ti - 51 % Ni (никелид титана).

Режимы деформационно-термической обработки и степени возврата деформации после термической обработки приведены в таблице.

В результате проведенных экспериментов в лабораторных условиях, установлено, что подавление возврата деформации достижимо методами деформационно-термической обработки, что приводит к

интенсификации процесса.

При холодном волочении сплава ТН-1 (прототип) с 08 мм на диаметр 7,5 мм после термообработки сплава ТН-1 восстановил свой диаметр 8 мм полностью, т. е. возврат

деформации составил 100%.

При холодном волочении сплава ТН-1 с 8 мм на диаметр 6,5 мм после термообработки сплава ТН-1 восстановил, увеличил диаметр до 6,6 мм, т. е. возврат деформации

составил 0,09%, т.е. только за один передел диаметр уменьшился, а общий технологический цикл сократился и технологическое время получения продукции уменьшилось, т. е. процесс интенсифицирован.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет подавить возврат деформации при термоупругом

мартенситном превращении в сплавах ни- келида титана и, таким образом, интенсифицировать процесс производства прутков, полос, лент проволок из сплавов на основе никелида титана) за счет увеличения предельной степени деформации между переделами.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого способа может быть подсчитан от снижения себестоимости

прутков, полос, лент, проволок из сплавов на основе никелида титана. В настоящее время эффект в денежном выражении рассчитан быть не может из-за отсутствия у авторов калькуляции себестоимости изготавливаемой в СССР продукции из сплавов на основе никелидов титана.

Формула изобретения Способ изготовления полуфабрикатов

из сплавов на основе никелида титана, включающий холодную деформацию с промежуточными отжигами, отличающий- с я тем( что, с целью интенсификации производства за счет подавления возврата деформации при термоупругом мартенситном превращении, холодную деформацию проводят со степенью 25-65% со сменой направления деформации в каждой последующей холодной деформации, а промежуточные отжиги ведут в интервале 800-1100°С.

Изобретение относится к обработке металлов с обратимыми фазовыми превращениями мартенситного типа и может быть использавано при холодной прокатке, волочении, ротационной ковке и других способах обработки давлением сплавов с эффектом запоминания формы. Способ включает холодную деформацию со степенью 25-65% со сменой направления деформирования в каждой последующей холодной деформации с промежуточными обжигами в интервале температур 800- 1100°С. Способ позволяет интенсифицировать производство.