| Popis: |
Большой научный и практический интерес вызывают нанокристаллические (НК) сплавы TiNi, полученные методами интенсивной пластической деформации. В биоме-дицине используются сверхэластичные двойные сплавы TiNi с повышенным содержа-нием атомов Ni (50,6-50,9 ат. %), подверженные старению с образованием когерентных частиц Ti3Ni4. Присутствие в В2-аустените частиц Ti3Ni4 приводит к многостадийности превращений B2↔R↔B19′. Механизмы R-превращений, в отличие от B2→B19,′ оста-ются до конца неясными. В то же время B2↔R превращения сопровождаются меньшим искажением B2-решетки, снижают вероятность образования дислокаций, обеспечивая рост циклической стабильности превращения и усталостной прочности. Цель работы - изучение влияния температуры старения, размеров и пространственного распределения частиц Ti3Ni4 в В2 наноструктуре на морфологию R-фазы и деформационное поведение НК сплава TiNi. Исследовали образцы, вырезанные из трубок с внешним диаметром 2,3 и 1,6 мм. из коммерческого НК сплава Ti-50,9 ат. % Ni, после старения в интервале температур 300-500°С. Температуры превращений определяли методами терморезистометрии, а также дифференциальной сканирующей калориметрии на установке NE-TZSCH DSC404F1. Механические испытания на одноосное растяжение в режиме «нагружение-разгрузка» трубчатых образцов проводили со скоростью 4×10-5с-1 на установке LFM-125; микроструктуру исследовали методом ПЭМ («JEM 2100» в ЦКП "Нанотех"). Исходные образцы при комнатной температуре находились в В2 - состоя-нии и имели неоднородную зеренно-субзеренную структуру с высокой плотностью дислокаций. Установлено, что низкотемпературное старение (300°С) сопровождается выделе-нием сферических высокодисперсных (5-10 нм) когерентных частиц Ti3Ni4 на дислока-циях преимущественно в субзернах. В интервале температур интенсивного распада В2-твердого раствора (400°С-450°С) происходит формирование частиц размером до 50 нм вблизи малоугловых границ субструктуры и подавление распада В2-твердого раствора в нанозернах. Эволюция системы частиц Ti3Ni4 с ростом температуры старения сопро-вождается стабилизацией R-фазы и изменением механического поведения материала от сверхэластичности к эффекту памяти формы. При изменении пространственного распределения частиц Ti3Ni4 от расположения на дислокациях до выделения на малоугловых границах прослеживается тенденция к изменению морфологии R - фазы. Так после 300°С в субзеренной структуре формиру-ется нанодоменная R-фаза. С увеличением температуры отжига вплоть до 450°С наблюдается рост размеров доменов, их выстраивание вдоль плоскостей габитуса R - фазы, образование в отдельных зернах R - фазы пластинчатой морфологии. При 500°С R -фаза регистрируется на микродифракциях только в зернах более 150 нм. в виде сла-бых рефлексов в несоразмерных положениях. Обсуждается механизм эволюции мор-фологии R-фазы в B2-матрице, связанный с характером ограничения пространства R-превращения при наличии когерентных выделений Ti3Ni4, высокой плотности дефектов и создаваемых ими локальных полей внутренних деформаций/напряжений. |
