Исследование и разработка метода электропластической деформации для получения объемных наноструктурных титановых сплавов с эффектом памяти формы

Первый этап завершен разработкой методики и оптимальных режимов электропластической прокатки (ЭПП) дЛЯ получения наноструктуры в' объеме сплава ТiNi. Были начаты исследования механизмов электропластического эффекта, особенности деформации по ширине и толщине полосы, формирования микро структуры при электроимпульсном воздействии. Установлено существенное повышение деформационной способности сплава при про катке с током, по сравнению с про каткой без тока. Показано, что в сплаве формируется аморфнонанокристаллическая микроструктура, которая путем последующего отжига может быть
переведена в полностью нанокристаллическую.

Проведены исследования, позволяющие наряду с повышением деформируемости труднодеформируемых сплавов Ti-Ni, добиться одновременного повышения комплекса функциональных свойств этих сплавов в массивных длинномерных образцах. К основным функциональным свойствам СПФ относятся реактивное напряжение, развиваемое сплавом в условиях восстановления формы при внешнем противодействии, обратимая деформация и сверхупругость.
Разработана методика определения критических напряжений по диаграмме деформации при проведении малоцикловых испытаний.
Определены основные потребительские характеристики нитинола: механические и функциональные характеристики. Экспериментально определены режимы электропластической деформации для формирования однородной наноструктуры в длинномерных материалах конструкционного назначения на примере титанового сплава с эффектом памяти формы.
Получены аналитические зависимостям εr (εi), которые определяют основную характеристику формовосстановления материалов - величину максимальной полностью обратимой деформации εr,1max (максимальная деформация, при которой степень восстановления формы =r/i ещё равна 1) с допуском 0,2% на остаточную деформацию.
Показано, что метод ЭПД позволяет сформировать микроструктуры различной дисперсности при электроимпульсном воздействии. Установлено существенное повышение деформационной способности сплава при прокатке с током, по сравнению с прокаткой без тока. Показано, что в сплаве формируется аморфно-нанокристаллическая микроструктура, которая путем последующего отжига может быть переведена в полностью нанокристаллическую.
Установлено, что применение импульсного воздействия тока при прокатке приводит к снижению микротвердости на поверхности, а при достаточно большой деформации и в центре образца. Показано, что в результате отжига при 400–500°С после ЭПД с чрезмерно высокой плотностью тока (300 А/мм2 в последних проходах) структура сплава Ti-50.7% мало изменяется по сравнению с исходной структурой, что является результатом интенсивного динамического разупрочнения.
По результатам проведенных НИР разработан проект технического задания на ОКР для создания продукции.
Проведены патентные исследования.