logo
лекции СОВ МАТ И ТЕХ

6.2 Сплавы с эффектом памяти

При  напряжениях  больших  предела  упругости  (s>sупр)  после  снятия  нагрузки  металл  не  воспроизводит  первоначальные размеры  и  форму.  Сравнительно  недавно  открыты  сплавы,  обладающие  эффектом  “ памяти  формы ”. 

Эти  сплавы  после  пластической деформации  восстанавливают  свою  первоначальную  геометрическую  форму  в  результате  нагрева  (  эффект  “памяти  формы”)  или ственно  после  снятия  нагрузки  ( сверхупругость ).

    Механизмом,  определяющим  свойства  “памяти  формы”,  является  кристаллографическое  обратимое  термоупругое  мартенситное превращение – эффект  Курдюмова.  

Это  превращение  сопровождается  изменением  объема,  которое  носит  обратный  характер,  обеспечивая память.    В  сплавах  с  эффектом  “памяти  формы”  при  охлаждении   происходит  рост  термоупругих  кристаллов  мартенсита,  а  при  нагреве их уменьшение  или  исчезновение.  

Эффект  “памяти  формы”  наиболее  хорошо  проявляется  при  низких  температурах  и  в  узком  интервале температур,  иногда  порядка  нескольких  градусов ( кельвин ).

В  настоящее  время  известно  большое  число  двойных  и  более  сложных  сплавов  с  обратным  мартенситным  превращением,  обладающих в  разной  степени  свойствами  “памяти  формы”: Ni – Al, Ni – Co, Ni – Ti;   Ti – Nb;   Fe – Ni;      Cu – Al, Cu – Al – Ni   и  др.

Наиболее  широко  применяют  сплавы  на  основе  мононикелида  титана  NiTi,  получившие  название  нитинол.  Эффект   “памяти  формы” в  соединении  NiTi  может  повторяться  в  течение  многих  циклов.

    Свойства  мононикелида  титана: 

·         высокая  прочность:  sт=300¸500 МПа;  sв=770¸1100 МПа;

·         пластичность:  d=10¸15%;

·       коррозионная  и  кавитационная  стойкость  и  демпфирующая  способность (хорошо  поглощает  шум  и  вибрацию).

Применение  нитинола:  нитинол  применяют  как  магнитный высокодемпфирующий   материал  во  многих  ответственных  конструкциях.  Из  нитинола  изготовляют  антенны  спутников  Земли.  Антенна скручивается  в  маленький  бунт,  а  после  запуска  в  космос  восстанавливает  свою  первоначальную  форму  при  нагреве  до  температуры  выше 100° С.