ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ НА КИНЕТИКУ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АМОРФНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ TiNi

  • Виктория Викторовна Непомнящая Витебский государственный технологический университет http://orcid.org/0000-0002-3967-4809
  • Василий Васильевич Рубаник Витебский государственный технологический университет
Ключевые слова: ультразвуковая механоактивация, аморфные сплавы, сплавы с памятью формы

Аннотация

Влияние ультразвуковой механоактивации на аморфные сплавы остается практически неизученным. Влияние ультразвука на кристаллизацию аморфных лент сплавов на основе TiNi, формирование их структуры и свойств до настоящего времени не было исследовано. В кристаллическом состоянии аморфные сплавы на основе TiNi испытывают термоупругие мартенситные превращения, которые являются основой для проявления необычных механических свойств – эффектов памяти формы. Аморфные сплавы с памятью формы являются наиболее перспективными материалами, которые после кристаллизации испытывают термоупругие мартенситные превращения. Такие материалы используют как основу для создания кристаллических материалов с заданными параметрами кристаллической структуры или для получения аморфно-кристаллических композитов. Целью работы являлось исследование влияния ультразвуковой механоактивации на кинетику кристаллизации и мартенситные превращения аморфного сплава с памятью формы методом дифференциально сканирующей калориметрии. Ультразвуковая механоактивация была проведена двумя способами: в волноводе продольных ультразвуковых колебаний и в ультразвуковой наковальне. В первом способе ультразвуковой механоактивации аморфная лента была закреплена в волноводе продольных колебаний и подвергнута ультразвуковому облучению различной длительности. Для инициирования ультразвуковых колебаний использован ультразвуковой низкочастотный диспергатор УЗДН-2Т частотой 22 кГц. Во втором способе аморфная лента располагается горизонтально, а вертикально расположенный волновод воздействует контактным способом. Такой способ применяется для поверхностного упрочнения металлов и сплавов. Для инициирования ультразвуковых колебаний использован ультразвуковой генератор УЗГ 1-1. В качестве объекта исследований были выбраны аморфные ленты состава Ti50Ni25Cu25. Калориметрические измерения проводились с использованием дифференциально сканирующего калориметра Mettler Toledo 822e. Полученные данные показали, что после проведения ультразвуковой механоактивации температуры и энергии кристаллизации и мартенситных превращений изменяются, что может свидетельствовать об уменьшении размера зерна кристаллической фазы.

Биографии авторов

Виктория Викторовна Непомнящая, Витебский государственный технологический университет
аспирант
Василий Васильевич Рубаник, Витебский государственный технологический университет
доктор технических наук, профессор кафедры «Физика и техническая механика»

Литература

1. Meyer K. Physikalisch-chemische Kristallographie. Leipzig: Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1968. 337 S.
2. Хайнике Г. Трибохимия. М.: Мир, 1987. 584 с.
3. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. 2-е изд. Новосибирск: Наука, 1986. 305 с.
4. Baláz P., Godočiková E., Kril’ová L., Lobotka P., Gock E. Preparation of nanocrystalline minerals by high-energy milling // Material Science and Engineering A. 2004. Vol. 386. № 1-2. P. 442–446.
5. Клубович В.В., Кулак М.М., Хина Б.Б. Ультразвук в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Минск: БНТУ, 2006. 279 с.
6. Эскин Г.И. Обработка и контроль качества цветных металлов ультразвуком. М.: Металлургия, 1992. 124 с.
7. Мощный ультразвук в металлургии и машиностроении / под общ. ред. О.В. Абрамова. М.: Янус-К, 2006. 688 с.
8. Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Технологии современной металлургии. М.: Новые технологии, 2004. 784 с.
9. Zhang D.L. Processing of advanced materials using high-energy mechanical milling // Progress in Materials Science. 2004. Vol. 49. № 3-4. P. 537–560.
10. Медведев А.С. Выщелачивание и способы его интенсификации. М.: МИСИС, 2005. 239 с.
11. Материалы с эффектом памяти формы. Т. 2. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998. 374 с.
12. Лихачев В.А. Эффект памяти формы // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 3. С. 107–114.
13. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч. 1. Структура, фазовые превращения и свойства / под ред. В.Г. Пушина. Екатеринбург: Уро РАН, 2006. 438 с.
14. Ильин А.А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. М.: Наука, 1994. 304 с.
15. Уэндланд У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. 528 с.
16. Tunick M.H., Smith P.W., Holsinger V.H. Detection of recombined butter by DSC // Journal of Thermal Analysis. 1997. Vol. 49. № 2. P. 795–799.
17. Ооцука К., Симидзу К., Судзуки Ю. Сплавы с эффектом памяти формы. М.: Металлургия, 1990. 224 с.
18. Чен Х.С. Структурная релаксация в металлических стеклах // Аморфные металлические сплавы. М.: Металлургия, 1987. С. 52–74.
19. Boswell P.G. The effect of thermal history on the crystallization kinetics of a liquid-quenched metallic glass – Part 1 // Journal of Materials Science. 1980. Vol. 15. № 8. P. 1926–1938.
20. Шестак Я. Теория термического анализа. М.: Мир, 1987. 500 с.
Опубликован
2017-10-04
Выпуск
Раздел
Технические науки