Исследование и разработка метода электропластической деформации для получения объемных наноструктурных титановых сплавов с эффектом памяти формы
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3076
Организация
ИМАШ РАН
Руководитель работ
Столяров Владимир Владимирович
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Внебюджетные средства
0,2 млн
Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.
Соисполнители
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Этапы проекта
1
22.03.2007 - 30.06.2007
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.
переведена в полностью нанокристаллическую.
2
01.07.2007 - 31.10.2007
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.
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.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
профинансировано
профинансировано
профинансировано