Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Изучение формирования нанокристаллической структуры в сплавах Ti-Ni с памятью формы в условиях интенсивной пластической и электропластической деформации.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7526
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Продолжительность работ
2006, 7 мес.
Бюджетные средства
0,4 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
ИМАШ РАН

Этапы проекта

1
06.03.2006 - 31.05.2006
Осуществлены выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач. Анализ литературных данных позволяет сделать вывод о перспективности применения электропластичекой деформации в качестве обработки, увеличивающей деформируемость материалов. Для реализации в рамках НИР были сформулированы следующие задачи: разработка методики электропластической прокатки для получения наноструктурных сплавов с памятью формы на основе Ti-Ni; сравнительное структурное исследование Ti-Ni сплавов, подвергнутых интенсивной пластической и электропластической деформациям; исследование представляющих практический интерес функциональных свойств исследуемых сплавов.
Новые схемы технологических решений в значительной мере опережают обеспечение их соответствующими функциональными материалами. Основным направлением развития функциональных материалов, позволяющим получать изделия с кардинально улучшенными свойствами, является термомеханическая обработка. В последнее десятилетие бурно развивается другой подход к проблеме создания функциональных материалов с улучшенными свойствами, базирующийся на снижении размеров структурных составляющих до нанокристаллического уровня, что во многих случаях позволяет достигать принципиальных улучшений полезных свойств материалов. В НИР была поставлена задача на основе технологии электропластической деформации обеспечить увеличение деформирумости сплавов Ti-Ni с памятью формы для получения нанокристаллического состояния с высоким комплексом функциональных свойств в объемных длиномарных образцах, достижение чего иными способами затруднено или невозможно.
Развернуть
2
01.06.2006 - 02.10.2006
Объектом исследования являются сплавы с памятью формы на основе Ti-Ni.
Цель работы - сравнительное изучение формирования нанокристаллической структуры в сплавах TiNi с памятью формы в термомеханических условиях, обеспечиваемых интенсивной пластической деформацией и электропластической деформацией, выявление закономерностей, связывающих параметры структуры сплава, возникающей в условиях этих обработок со специальными (функциональными) свойствами сплава, и оптимизация температурно-деформационных режимов для получения требуемого комплекса функциональных свойств.
Термомеханическая обработка осуществлялась методами традиционной прокатки и прокатки с подведением импульсного электрического тока в зону деформации с последующей термической обработкой. ЭПД исследуемых сплавов была осуществлена по способу с подведением импульсного тока одним полюсом через скользящий контакт до зоны деформации заготовки между валками, а вторым полюсом через валки. На образцах сплавов Ti-50.0%Ni и Ti-50.7%Ni при прокатке с электроимпульстным током удалось достичь истинной деформации 1.2 и 1.8 соответственно без объемного разрушения, в то время как при прокатке без воздействия тока образецы этих же сплавов разрушались с расслоением после деформации 0.6. На первом этапе выполнения работ по настоящему проекту оптимизация технологических параметров проводилась качественным путем на основе внешнего вида образца (отсутствие трещин и цветов побежалости), используя режимы, позволяющие стабильно проводить ЭПД и на основе данных для других металлических сплавов.
В соответствии с литературными данными, применение импульсного тока приводит к снижению микротвердости как в центре, так и на поверхности образца; его воздействие снимает наклеп поверхностных слоев, свойственный обычной прокатке; способствует появлению разупрочненных зон.
Исследование структуры материалов проводилось с помощью методов рентгеноструктурного анализа, по результатам которого выявлено фазовое состояние сплавов после всех используемых обработок, и электронномикроскопического, который выявил стадии формирования смешанной нанокристаллической и аморфной структуры, что служит предпосылкой образования совершенной нанокристаллической структуры при последеформационном отжиге.
В результате выполнения НИР показана возможность с одной стороны, увеличения деформируемости сплавов на основе Ti-Ni, с другой, получения нанокристаллической структуры и увеличения комплекса функциональных свойств.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Перспективные материалы для авиакосмической техники: 1. Исследование процесса электролитно-плазменного синтеза и характеристик получаемых оксидных слоев с целью расширения использования сплавов титана в горячих трактах ракетных двигателей. 2. Исследование состава, структуры и свойств керамикоподобных электролитно-плазменных покрытий на авиалях для их защиты в условиях коррозионного, механического воздействия и повышенных температур. 3. Изучение особенностей и закономерностей формирования градиентных структурных состояний в высокопрочных материалах при интенсивных внешних воздействиях. 4. Влияние температуры второй ступени выдержки при охлаждения из бета -области на структуру и механические свойства при последующем старении сплава VST5553. 5. Исследование влияния анизотропии бета зерна и внутренней субзеренной структуры на пластические свойства сплава VST5553. 6. Исследование влияния режимов интенсивной пластической деформации на структуру аустенитной нержавеющей стали. 7. Исследование влияния особенностей наноструктуры наногранулированных композиционных покрытий металл-диэлектрик на их магнитотранспортные свойства и прочностные характеристики. 8. Исследование морфологии поверхности, структуры, субструктуры и фазового состава пленок оксидов титана. 9. Разработка перспективных наноматериалов с эффектом памяти формы на основе никелида титана. 10. Исследование взаимодействия импульсного когерентного излучения с материалами, используемыми в авиакосмической промышленности (аморфные, нанокристаллические, титановые, алюминиевые сплавы). 11. Изучение формирования тонкой структурны в промышленном, однофазном,титановом сплаве ВТ5-1 при интенсивных внешних воздействиях.
Продолжительность работ
2010, 2 мес.
Бюджетные средства
2,2 млн
профинансировано
Механизмы структурообразования и их влияние на эксплуатационные и технологические свойства перспективных конструкционных материалов: теоретические и прикладные аспекты 1. Исследование механизмов повышения стабильности структуры и свойств нано- и субмикрокристаллических алюминиевых сплавов для изделий аэрокосмической техники. 2. Влияние сложного нагружения на формирование микроструктуры и тонкой структуры в титановом сплаве ВТ5-1 при горячей пластической деформации в условиях сложного нагружения. 3. Исследование явлений массопереноса и структурообразования в переходной зоне биметаллических соединений различных пар металлов и сплавов, полученных методом сварки взрывом. 4. Выявление механизма пластического течения аморфных сплавов, подвергнутых мегапластической деформации. 5. Исследование эволюции микроструктуры, механических свойств и фазовых превращений в сплаве TiNi с эффектом памяти формы подвергнутого электропластической прокатке (ЭПП). 6. Оценка стадийности развития деградации и деструкции деформируемы
Продолжительность работ
2010, 3 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИМАШ РАН
профинансировано
Тема
Создание высокоэффективной технологии получения ультрадисперсных структур в крупнозернистых литых заготовках конструкционных металлов и сплавов методами интенсивной пластической деформации.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка и исследование объемных конструкционных наноструктурных материалов, получаемых методами интенсивной пластической деформации с участием научных организаций Бразилии.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 16 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка критериев устойчивости процесса формоизменения и методики прогнозирования места и момента разрушения металлов, сплавов и горных пород на основе волновой модели пластической деформации на установке: "Автоматизированный лазерный телевизионный измерительный комплекс для анализа напряженно-деформированного состояния объектов (ЛАЗЕРНЫЙ КОМПЛЕКС) (рег. № 4-71)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологии изготовления сверхдлинных заготовок турбинных рабочих лопаток из высокопрочного деформируемого титанового сплава с использованием целенаправленного формирования микро- и нанокристаллической структуры.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 18 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
3
Тема
Исследование закономерностей формирования структуры и текстуры металла в процессе пластической и термической обработки и разработка принципиальных технологий изготовления крупногабаритных полуфабрикатов и покрытий узлов трения из титановых сплавов для морской и оффшорной техники.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1