Способ определения температурного интервала интенсивного обратного мартенситного превращения в сплавах со свойством памяти формы Советский патент 1979 года по МПК G01N25/02 

прямого мартенситного преврашения (точки мн) i:i.

Однако этот способ непригоден для анализа сплавов со значите;Л.ьными градиентами корцентраций, поскольку не дйёт, данных о среднем химическом составе сплава. В неоднородном по составу сплаве Критические температурные точки ма{этенситного превращения Мн и АН не определяются средним химическим соста вом спяара. Не позволяет судить о среднем химическом состаае сплава и взаимное расположение точек Мн и .Аи Точка MH определяется той вариацией концентрййййомпонент неоднородного по составу сплаве, которая обеспечивает наибольшее поBbUUetiHe температуры превращенияо На тем- пёрМуру начала обратного превращения (Аи) оказьшают существеиное влияние, пЬ крайней мере, два фактора, А именно, точка АН связана с вариацией концентраций, которая обеспечивает наибольшее пйнижение температуры март-йиситного преврашения, и, кроме того, с вариацией концентраций, обеспечивающей наибольшее уменьшение гистерезиса превращения; (гистерезис определяется разностью температур между мартенситйыйй Кр ивыми прямого и обратного превращения), Эти вариации концентраций.в общем различ-; яы, зависимости,-связывающие положение . точек Мн и Аи, сложны и не всегда однозначны. Поэтому использовать способ- прототип для анализа сплавасградиентами концентраций невозможно.

Цепью изобре ения является экспрес-; свое определение соответствия Химического сос;тава и градиентов концентрации В расплаве заданным характеристйКам, Поставленная цель достигается следующим образом.

Из области стабильной высокотемпературной фазы, т, б. той фазы, которая Кристйллйзуется из расплава и при CO.DT-. вetcтвyюu eм о.хЛажденин переходит прямо

или через промежуточные фазы в мартенcritiiijDb, образец подвергают относйтёль-. но небольшой направленной пластической деформации изгибом. Величина .MaKCUMajibдрй ЯЛйСтйческой деформации ( S ) наход;йтСЯ в пределах 0,1 - 1,0%.. При

Этомпластическая деформацйя прово.айт- .

ся при температуре ( tg ) ниже мэртенситНой точки Мн. Затем образец нагре вают в разгруженном состоянии и регистрируют температуру { ,,7 ) начала деформации и затем температуру УСЛОВНОГО прекращения ( 1 ) nponeccfa

чктенсивнрго снятия деформации при нагреве, соответствующую уменьшению деформации до величины g (0,02О,4О%). После этого образец снова охлаждают до температуры ( Ig ) ниже точки Мн и подвергают относительно большой (®} пластической деформации изгибом в принятом ранее направлении (при первой деформация), причем максимальная деформация в lj5-6,O раз больше соответствующей деформации при первом нагружении. Затем образец снова нагревают в разгруженном состоянии, причем регистрируют температуру (t ) начала снятия деформации и затеи температуру условного прекращения ( t )процесса интенсивного снятия деформации лри нагреве, соответствующую уменьшению д&формации до Ьеличкны (6 )« В результате аакалки фиксируется неоднородность расплава по хймйчёск01лу составу. Кроме ; того, в случае, ёслйвьюокотемператур ная фаза при ахлаждении становится метастаёильной, заКаЛкй йрёдбтвращаёт п роцёссы расгГада этой фазы.

При йспьггзний сплавов с точкой Мн ниже комнатной температурь образец для деформации, помещатот в жидкий азот, а измерения пройзёрдят при нагреве образца дркомнатной температурь на воздухе. Если точка Мн лежит выше . натной тёмйературь, деформацию провоp.at пр-л комнатной.температуре, аизмерения проводятпри нагреве образца в электропечи. Интервал температур .цеЛяет область интенсивного обратного превращения ( ЛА ), в котором перехо.дйт в исходную фазу основное ког лйчество (80-85) мартенсита. Конкретная величина принятой деформации, лежа шей в задайнык предепах, определяется экспериментально (в Эависимости от сппава, npHHiHToru размера образцов). Температура Дч уопределяе Т срецнйй химический состав сплава и середину интервала температур обратног.о превращения. Сплав считается годным, если А ер (отличается от за.данной величйны не более, чем на , а Л А не более, чем на 15-25%..

Предложенный способ был использован при Вьшлавке сплавов на основе Cu-Af-Мл обладающих эффектом памяти формы,

Пример. Выплавляют в количестве 2 кг сппав на основе меди следующего состава.%;.. М 13,3-13,4 Ain 4,4-4,7

Y 0,05-О,(ПО Ctt Остальное . Сплав должен иметь сЯедующие CEioflCT.i,..: Аср . 135-125С, &А ЗбЬ

Суммарное содержание .алюминий и марганда должно быть 17,8-18,0% (ог раниченив суммарного содержания алк мйния и марганца, позболяет точнее зйдать точку Аер ).

..-.....:..-..... . ..:. .....-,

Исходньпуси Материалами при плавке служат медь,алюмийий, лигатура К1едьмарганец с 25% Мл,металлический иттрий

Для испьгганий использовали образцы диаметром 2,0 мм и длиной 50 мм, заKajieHHbie в воцу. Параметры, характеризуюшй9 испытание: ,,3%, ,6%

е el 0,10%, ig .

На стадии доводки п/гавки, после вве :дения в расплав всех ко «1понент, кроме иттрия, проводят испытания, которьте дакут следующие результаты; АА 30 Q -Аср-; - ,. ,;-, . ;;:; ,-;-.;Время, затраченное на исйытаниё, составляет 6 мин. Расплав однороден по составу. Точка Aft|, лежит примерно ft а ниже заданий. Для корректировки Состава в piacninaB бводят медь (2% от веса uikxTbi), Такая присадка меди обеспечивает понижение содернсания алюминия на 0,3% и повышение те1у пер1атуры прев ращани 11риблнзитё|ЛЬнЬ на .

- Проведено повторное испытание по йриняток режиму, Д1авшёеслеаую1аие рёзультать : Л А 40 С, -130С

Отклонение Л А от заданного составило {15%), температура Л р в заданном интервале. Время испытания составляет 7 мйн

Сплав признан гоцньвд, провёцейа разливка в чугунную изложницу. Состав сплава, согласно данным химического анализа, удовлетворительно соответствует задайному. . Однородность спитков по ТаКжё удовлетворительна,. Содернсание алюминия в сплаве.составляет 13,4%, иттрия - 0,О7%, среднее содержание марганцй - 4,52%. Анализ цроб, взятых из разных мест cnvtTiKa, не выявил перепада: концентраций алюминий, наибольший -перепа д кочцёнтргщий марганца составляет 0,03%. Середина интервала обратного превращения согласно точным измерениям соотвётютеует температуре -131 tt и, таким образом, находитЬя в заданньгх пределах.

Предложенный способ можно использовать при плавке сплавов с мартенситной точкой ниже или вьше комнатной температуры. Для осуществления способа не требуется специального i дорогостоящего оборудования. Способ позволяет получать сплавы с .хорошей однородностью по составу И вьщерживатьмартгекситную точку с точностью .

Формула изобретения

Способ определения температурного интервала интенсивного обратного мартенситного превращения в сплавах со свойством памяти формы путем пластической деформации изгибом с последующим нагревом и регистрацией температуры снятия деформации, о т ли ч а ю щи йс я тем, что, с целью экспрессного определения соответствий химического состава и градиентов концентрйдии в расплаве Заданным характерйстйкаК, образец предварительно закалива от из области температур стабильности высокотемпёратурной-фазы, затеЦ подвергают деформаций изгибом, при температуре ниже нача.ча мартенситноГо превращения со степенью деф0рм(ацйи 0,1-1,0%,... нагревают и регистрируют т-ёмпературы начала и конца процесса уменьшения максимальной деформации до величины 0,02-0,4%, зачтём повторно подвергают образец пласТйчес.кой деформации .изгибом гфн температуре ниясе начала мартегюитного превра.щэния со степенью в 1,5-6 раз выше, чем при первой деформации, нагревают и регистрируют Температуру начала и конца Яроцерса уменьшения пластической деформаххии до заданной..

Источники информации, прйНять5е во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 40:9124, кл. 0 01 N 25/02, 197.2.