Функциональные свойства никелида титана при комплексных физико-механических воздействиях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

005008446

Беляев Сергей Павлович

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НИКЕЛИДА ТИТАНА ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Специальность: 01.04.07 - «Физика конденсированного состояния»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 9 ЯНВ 2012

Санкт-Петербург - 2011

005008446

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Глезер Александр Маркович

доктор физико-математических наук, профессор Даль Юрий Михайлович

доктор физико-математических наук, Кадомцев Андрей Георгиевич

Ведущая организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Защита состоится «22» февраля 2012 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.229.05 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, 2-й учебный корп. в 265 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан <«&_» 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат физ.-мат. наук, доцент

Воробьева Т.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ннкелид титана является одним из десятков известных материалов с эффектом памяти формы. Вместе с тем он представляет собой уникальный сплав по сочетанию высоких механических свойств, коррозионной стойкости, демпфирующей способности и функциональных свойств, связанных с обратимостью больших неупругих деформации. Комплекс замечательных характеристик делает ннкелид титана, среди прочих материалов с памятью формы, наиболее используемым в различных технических и медицинских приложениях.

Свойства и структура никелида титана и сплавов на его основе хорошо изучены. Исследованы также фазовые превращения, происходящие в сплаве при изменении температуры. Накопленные к настоящему времени знания позволяют достаточно надежно описывать и прогнозировать функционально-механическое поведение материала. Заметим, однако, что это относится к достаточно простым режимам воздействия на сплав, например, путем изменения температуры через интервал фазовых переходов или изотермического нагруженда. В то же время, проекты технических приложений не ограничиваются лишь подобными условиями. Существуют весьма перспективные возможности разработки новых технологий, использующих уникальные свойства никелида титана в таких условиях, когда наряду с термическими и механическими изменениями металл подвергается действию постоянных или изменяющихся физических полей или космического излучения, радиации, высокого давления и т.д. Подобные режимы воздействия на функциональный сплав будем называть сложными или комплексными. К ним можно относить и такие условия функционирования материала, когда необходимый результат достигается при изменении напряжения, деформации и температуры по сложному закону во времени. Анализу функционально-механического поведения никелида титана при комплексных физико-механических воздействиях и посвящена настоящая работа.

Совершенно понятно, что каждое из сложных воздействий имеет особую специфику и требует отдельного изучения. Невозможно обобщить результаты исследований сплава, скажем, в магнитном поле на случай облучения частицами высоких энергий. Кроме того, возможность использования материалов с памятью

формы может быть реализована только в том случае, если экспериментально установлены эмпирические закономерности изменения свойств сплава в тех или иных условиях; выявлена физическая природа таких изменений и разработаны теоретические модели для описания функционального поведения материала. Таким образом, необходимо выполнить большой объем экспериментальных и тсорстичсских исследований для создания представлений об особенностях развития фазовых превращений и процессов обратимости неупругой деформации при комплексных физико-механических воздействиях. Несмотря на то, что подобные исследования стимулируются практическими потребностями, они в значительной степени способствуют появлению новых знаний об особенностях мартенситных превращений, способах их инициирования и методах модификации структуры и свойств материала, о физических причинах ранее неизвестных явлений, о способах прогнозирования поведения металла при комплексных физико-механических воздействиях.

Как видно из изложенного, поле для исследований по обсуждаемой теме весьма широко. В настоящей работе изучены проблемы, связанные с действием на никслид титана нейтронного облучения, гидростатического давления, ультразвуковых колебаний. Кроме того, большое внимание уделено поведению сплавов на основе TiNi в составе тепловой машины, преобразующей тепло в механическую работу. По всем этим проблемам существуют многочисленные проекты разработки новых технологий с использованием эффекта памяти формы. Однако реализация большинства этих проектов сомнительна из-за недостаточности знаний о свойствах материала в различных условиях и отсутствия способов прогноза его поведения. Имеющиеся экспериментальные данные либо не полны и противоречивы, либо вовсе отсутствуют. Разработанные теоретические подходы к описанию свойств сплавов на основе Т1№ при комплексных воздействиях зачастую базируются на слишком упрощенных или неверных предположениях. В связи со сказанным исследования функциональных свойств сплава Тл№ при комплексных физико-механических воздействиях является весьма актуальными.

Целью работы является установление закономерностей и особенностей мартенситных превращений и связанных с ними эффектов памяти формы в никелиде титана под действием

нейтронного облучения, гидростатического давления, ультразвуковых колебаний и в режимах многократно повторяющихся циклов производства полезной работы.

Для достижения поставленной цели решали следующие основные задачи:

1. Разработать методику исследования свойств материала непосредственно в процессе облучеши в атомном реакторе; выявить закономерности изменения температур мартенситных превращений в никелиде титана в процессе неГггронного облучения при различных температурах; определить типы структурных нарушений, ответственных за такое изменение и на основании выявленных феноменологических соотношений предложить способ доя описания и прогнозирования эволюции температур превращений в процессе облучения. Установить возможность обобщения полученных результатов на другие материалы с термоупругими мартенситными превращениями.

2. Определить степень деградации эффекта памяти формы при нейтронном облучении и возможность стимуляции эффекта памяти формы в изотермических условиях.

3. Разработать методику механических испытаний сплава ИМ при постоянной или изменяющейся температуре в условиях постоянного или изменяющегося гидростатического давления; исследовать влияние гидростатического давления на температуры мартенситных превращений и на величину эффекта памяти формы в никелиде титана; установить закономерности проявления эффектов мартенентной неупругости при изменяющемся давлении и возможность инициирования этих эффектов за счет давления в изотермических условиях; выполнить компьютерные расчеты с использованием уравнений структурно-аналитической теории прочности и установить соответствие расчетных и экспериментальных данных.

4. Установить особенности механического поведения никелида титана при действии ультразвуковых колебаний; определить факторы недислокационной природы, влияющие на мартенситные превращения и механическое поведение сплава Т1№ при наложении ультразвука; экспериментально и расчетным путем показать, что при действии этих факторов никелпд титана демонстрирует такое же физико-механическое поведение, что и под действием ультразвуковых колебаний.

5. Экспериментально исследовать способность сплавов на основе Тл№ преобразовывать тепловую энергию в механическую; определить зависимость производимой работы от вида рабочего цикла, а также от деформационных, силовых и температурных параметров цикла; определить оптимальные режимы циклов производства полезной работы; на основе полученных экспериментальных данных оценить коэффициент полезного действия преобразования энергии; проанализировать возможность осуществления цикла Карно в материалах с термоупругими фазовыми переходами. Научная новизна работы.

1. Впервые выполнены измерения температур мартенситаых превращений в никелнде титана, его электрического сопротивления, а также эффекта памяти формы непосредственно в процессе облучения нейтронами атомного реактора. Выявлены ранее неизвестные закономерности изменения температур мартенситных превращений в никелиде титана в процессе облучения нейтронами. Установлено, что температуры смещаются с ростом флюенса быстрых нейтронов в направлении низких температур по экспоненциальному закону при низкотемпературном облучении Т„<330 К, и повышаются, если облучение производить при температуре 470 К. Впервые обнаружено, что при высокотемпературном облучении электрическое сопротивление никелида титана уменьшается, а при низкотемпературном - возрастает с увеличением флюенса нейтронов, причем сопротивление, соответствующее мартенситному состоянию сплава, нарастает в несколько раз быстрее, чем сопротивление, соответствующее аустенитному состоянию. Анализ показал, что основными факторами, влияющими на скорость изменения температур мартенситных переходов при облучении нейтронами, являются разупорядочение твердого раствора ИМ при низкотемпературном нейтронном облучении, радиационное упорядочение в процессе высокотемпературного облучения и термостимулированный отжиг радиационных повреждений. Предложено дифференциальное уравнение для скорости изменения температур фазовых переходов в сплаве правая часть которого содержит три члена, описывающих кинетику перечисленных выше процессов. Расчеты, проделанные в соответствии с предложенным уравнением, хорошо соответствуют экспериментальным данным.

2. Измерения, выполненные в канале реактора, показали, что, несмотря на изменение температурной кинетики превращений в сплаве ТлМ под облучением, материал сохраняет способность накапливать и восстанавливать деформацию при фазовых переходах при облучении флюенсом нейтронов, не превышающим 7-10 см . Обнаружено, что облучение флюенсом 5-Ю20см"2 в изотермических условиях стимулирует эффект памяти формы в сплаве Т1№.

3. Установлены общие и отличительные черты эволюции температур мартенситных превращений в сплаве Си-А1-М и в никелиде титана при нейтронном облучении.

4. Впервые выполнены исследования особенностей проявления эффекта памяти формы и других эффектов мартенсигаой неупругости в никелиде титана в условиях действия гидростатического давления. Обнаружено, что температуры как обратного, так и прямого превращений в сплаве ТлМ под действием всестороннего давления смещаются в направлении низких температур. Коэффициент барочувствительности температур мартенситных превращений сПУс1Р для обратного превращения «мартенсит —> аустенит» близок к величине -30 К/ГПа, а для прямого перехода «аустенит —>• мартенсит» он оказался равным приблизительно -10 К/ГПа. В качестве причины указанного неравенства указывается на возникновение сдвиговых напряжений, обусловленных анизотропией сжимаемости мартенситных кристаллов. Показано, что изменением давления в изотермических условиях возможно инициировать эффект памяти формы, обратимой памяти, пластичности превращения, генерации-релаксации реактивных напряжений в сплаве Т1№. В этом смысле давление и температура являются равноэквивалентными стимулами для инициирования мартенситных превращений и порождаемых этими превращениями разнообразных процессов обратимого неупругого деформирования.

5. Экспериментально обнаружено явление задержки фазового превращения и деформирования при изменяющемся давлении. Определены температурные интервалы проявления эффектов баростимулированного деформирования и задержки деформирования. Впервые обнаружено, что изменение всестороннего давления, изменяя температуры мартенситных превращений, стимулирует деформацию, связанную не только с самим фазовым переходом в сплаве ИМ, но также может вызывать обратимое

неупругое деформирование без изменения фазового состава материала.

6. Показано, что структурно-аналитическая теория прочности качественно правильно описывает все известные явления, связанные с действием гидростатического давления на деформацию сплава ТлМ вблизи температур мартенситного перехода.

7. С помощью экспериментального и компьютерного моделирования показано, что особенности функционально-механического поведения сплавов на основе никелида титана под действием ультразвука не связаны с дислокационными механизмами деформации. Основными факторами ответственными за их поведение в ультразвуковом поле являются 1) повышение температуры твердого тела при диссипации энергии ультразвуковых колебаний и 2) действие переменных напряжений, создаваемых ультразвуком. Повышение температуры деформируемого сплава "П№ приводит к резкому и немонотонному изменению предела текучести, в результате чего деформирующее напряжение может либо падать, либо возрастать в зависимости от структурного состояния материала. Осциллирующие напряжения стимулируют движение границ раздела (межфазных и межмартенситных) в результате их отрыва от стопоров и уменьшения эффективной силы трения. Установлено, что действие указанных факторов удовлетворительно объясняет все экспериментально установленные факты действия ультразвука на эффекты пластичности превращения и памяти формы, а также акустопластический эффект в никелиде титана.

8. На основе экспериментальных исследований и теоретического анализа разработаны представления о способности сплавов с эффектом памяти формы к преобразованию энергии в термомеханическом цикле. Установлены оптимальные силовые, деформационные и температурные режимы рабочего цикла тепловой машины с рабочим телом из сплава с памятью формы. Показано, что работа за цикл может превышать 10 МДж/м3.

Сделана оценка КПД преобразования энергии в исследованных рабочих циклах и показано, что он не превышает 3%. Предложена реализация цикла Карно для сплава И№ и получены аналитические выражения для работы и КПД такого цикла.

Достоверность полученных экспериментальных результатов, обеспечена тщательной проработкой экспериментальных методов исследования, воспроизводимостью результатов, согласием

экспериментальных и расчетных данных, соответствием обнаруженных закономерностей и их теоретической интерпретации имеющимся физическим представлениям о механизмах реализации тсрмоупругих мартенситных превращений и эффектов памяти формы.

Практическая значимость результатов работы. Результаты работы могут быть использованы при разработке приводов, соединителей, датчиков и других устройств, использующих эффект памяти формы и работающих в условиях нейтронного облучения или высокого давления. В работе содержатся результаты, позволяющие проектировать устройства, срабатывающие под действием облучения, гидростатического давления и ультразвуковых колебании. Предложены методы расчета поведения никелида титана в таких условиях. Результаты работы могут быть также использованы при создании тепловых машин с рабочим телом из сплавов с памятью формы, преобразующих тепловую энергию в механическую. На защиту выносятся следующие положения:

1. Закономерности изменения температур мартенситных превращений в никелвде титана в процессе облучения нейтронами атомного реактора при различных температурах.

2. Закономерности изменения температур мартенситных превращений в никелиде титана при изменении гидростатического давления.

3. Эффекты памяти формы и пластичности превращения, а также явления задержки деформирования, инициируемые изменением давления.

4. Представления о том, что акустопластический эффект в никелиде титана объясняется специфической реакцией материала на повышение температуры и действие переменных напряжений.

5. Энергетические характеристики никелида титана и его сплавов в зависимости от деформационных, силовых и температурных параметров циклов производства полезной работы.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих научных симпозиумах: Всесоюзная научная конференция «Сверхупругость, эффект памяти и их применение в новой технике» (1982, Воронеж; 1985, Томск); X Всесоюзная конференщи по физике прочности и пластичности металлов и сплавов (Куйбышев, 21-23 июня 1983г.); Всесоюзная научная конференция (Томск, 4-6 сентября 1985г.); Всесоюзный

семинар "Актуальные проблемы прочности" (1988, Новгород; 1990, Рубежное; 1991,Новгород; 1991, Старая Русса; 1996, СПб; 1997, Новгород; 1999, Псков; 2001, Киев; 2001, СПб; ); 4th European East-West Conference & Exhibition on Materials and Process (St. Petersburg. October 17-21, 1993); I Российско-американский семинар и XXXI семинар «Актуальные проблемы прочности» (С.-Петербург, 13-17 ноября 1995 г.); XIV международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 27-30 июня 1995г.); Международный научно-практический семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» (Обнинск, 1997; 2007); Kurdyumov memorial international conference on martensite (KUMICOM'99) (Moscow, 23-26 Feb. 1999); Международный семинар "Современные проблемы прочности" (Старая Русса, 2000); Межнациональное совещание "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 2001; 2007); Петербургские чтения по проблемам прочности (СПб, 2002; 2003); Всероссийская конференция «Дефекты структуры и прочность кристаллов» (Черноголовка, 4-7 июня 2002); Международный семинар «Актуальные проблемы прочности» (2002, В.Новгород; 2007,Витебск; 2010, Витебск; 2011, Харьков); International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies (SMST-2003), 5-8 May, 2003, Pacific Grave, California, USA; Международная научно-техническая конференция «Исследовательские реакторы в XXI веке». (Москва, 20-23 июня 2006); Бернштейновские Чтения по термомеханической обработке металлических материалов (Москва, 27-29 октября 2009 г.); 6-й Международный уральский семинар «Радиационная физика металлов и сплавов» (Снежинск, 2005);

Публикации. По теме диссертации опубликовано 37 научных работ, включая 13 статей в реферируемых научных журналах, соответствующих списку ВАК РФ, 2 коллективных монографии и 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 279 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, содержит 115 рисунков, 5 таблиц. Список литературы состоит из описания 226 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы сё цель и решаемые задачи, представлено краткое содержание работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Мартенситные превращения в сплавах и эффект памяти формы в условиях действия нейтронного облучения» посвящена описанию результатов внутриреакторных измерений свойств ншеелида титана, их анализу и моделированию.

В начале главы представлено описание методики измерений электрического сопротивления и температур мартснситных переходов в низкотемпературной гелиевой петле реактора ВВР-М Петербургского института ядерной физики. Описаны температурные режимы нейтронного облучения. На протяжении одного эксперимента температуру облучения Т1Х поддерживали постоянной, непрерывно измеряя электросопротивление. Периодически, для получения зависимостей электросопротивления от температуры, производили нагрев (или охлаждение) образца через интервал мартснситных превращений с последующим возвратом к температуре облучения. В некоторых случаях после набора определенного флюенса резко изменяли температуру облучения и продолжали

эксперимент при иной температуре. По

температурным зависимостям электрического сопротивления определяли температуры фазовых

переходов на разных стадиях облучения. Используемые проволочные образцы

никелида титана после различных технологических переделов и термообработок демонстрировали различную последовательность

70

о

¡Я 60

9

5 50

40

Ч,

.......... ..............

100

150

300

350

200 250 Т,К

Рис.1. Температурные зависимости электросопротивления образца никелида титана в пеоблучешюм состояшш (1) и после облучения флюенсом 1.3-1018 см"2 (2), 3.6-1018 см"2 (3) при температуре 120 К.

превращении.

На рис. 1 представлены температурные зависимости удельного элекгр1иеского сопротивления образца, облучаемого при 120 К. С нарастанием флюенса нейтронов происходят существенные

изменения формы и положения кривых на диаграммном поле. На рис. 2 изображены типичные зависимости температур превращений от флюенса быстрых нейгронов, полученных при температурах

--облучения, не превышающих

330 К. Если на рисунке исключить из рассмотрения точки, соединенные пунктирными

линиями и связанные с промежуточной и заключительной выдержками при Т=330 К без облучения, то экспериментальные данные для всех

характеристических температур удовлетворительно описываются выражением ÀTt= d[exp(- Ф/Ф0)-1], где ATt - приращение температуры, соответствующей изменению структурного

состояния (температуры

превращения); Ф- флюенс нейтронов; d и Ф0 - константы. Константы d и Фо различаются для разных характеристических

температур превращений в TiNi и различных температур облучения. Чем меньше температура облучения, тем более значительные изменения температур мартенситных превращений происходят в сплаве TiNi. Очевидно, что в ходе нейтронного облучения развиваются два конкурирующих процесса: повреждение кристаллической решетки с образованием дефектов различной размерности, с одной стороны, и термически активируемый процесс распада и залечивания образовавшихся дефектов, с другой. Анализ полученных данных и литературных источников показывает, что основным механизмом модификации структуры при нейтронном облучении никелида титана при Т^ S 330 К является разупорядочение упорядоченного твердого раствора замещения как за счет хаотического смещения атомов в каскадных областях, так и за счет развития цепочек сфокусированных соударений с замещением. В предположении линейной связи между

Рис. 2.

2x10 4x10 6x10 Ф,ем

Зависимости приращения характеристических температур мартенситных превращений в сплаве TiNi от флюенса быстрых нейтронов.

степенью дальнего порядка Б и температурами мартенситных превращений в сплаве "П№, а также учитывая установленный факт экспоненциального снижения температур превращений с нарастанием флюенса нейтронов, можно записать

8 = Б^о-Боо) ехр(-Ф/Ф0), (2)

где 8ш - асимптотическое значение Б при Ф —»со, 80 - степень дальнего порядка в необлученном сплаве.

Снижение температур превращения при облучении сопровождается возрастанием электросопротивления. Как видно из рис. 3, сопротивление, соответствующее мартенситному состоянию сплава, нарастает с флюенсом в несколько раз быстрее, чем сопротивление, соответствующее аустенитному состоянию.

Различие в скорости нарастания сопротивления с дозой нейтронов для мартенситного и аустенитного состояний никелида титана может быть обусловлено разной восприимчивостью электрического сопротивления сплава в структурах В2 и В19' по отношению к изменению концентрации точечных дефектов и степени дальнего порядка.

В специальных экспериментах со скачкообразным изменением

температуры изучена кинетика процесса отжига радиационных повреждений в сплаве Т1№. Установлено, что отжиг происходит в соответствии с кинетическим уравнением второго порядка с энергией активации и = 0.65 эВ. Поскольку величина энергии активации процесса отжига близка к энергии миграции одиночных вакансий в никелиде титана, сделано заключение о том, что основным физическим механизмом отжига в никелиде титана является миграция одиночных вакансий.

Как уже указывалось, в ходе нейтронного облучения развиваются два конкурирующих процесса: радиационно стимулированное разупорядочение структуры, с одной стороны, и термоактивируемое восстановление степени дальнего порядка, с другой. При условии аддитивного действия этих процессов на

электросопротивления образца сплава ТОЛ в мартенситтюм (ршк> светлые значки) и аустешггаом (рззж, темные значки) состояниях в процессе облучения при = 120 К.

температуры мартенситных превращений кинетическое уравнение для Т\ имеет следующий вид:

сПУск = а (Т," - ТО I + Ь(Т4°-Т02 ехр(-ит/кТ1Г), (3)

где I - время; I - плотность потока нейтронов; а и Ь -константы; Т, —температура превращения в необлученном материале, ит— энергия миграции вакансий.

Эксперименты показали, что облучение при 470 К не приводит к понижению температур мартенситных переходов в никелиде титана. Более того, температуры даже возрастают. К концу облучения при флюенсе 1.8-1020 см'2 температура М3 увеличивается на 9 К, а Тк на 5 К. Одновременно с этим электрическое сопротивление сплава несколько уменьшается. Все это свидетельствует о том, что под действием потока нейтронов и повышенной температуры происходит упорядочение сплава И№.

Из анализа всей совокупности полученных результатов следует, что основными факторами, влияющими на скорость изменения температур мартенситных переходов при облучении нейтронами, являются разупорядочение твердого раствора ТТ№ при низкотемпературном нейтронном облучении, радиационное упорядочение в процессе высокотемпературного облучения и термостимулированный отжиг радиационных повреждений. Предложено дифференциальное уравнение для скорости изменения температур фазовых переходов в сплаве ТлМ, правая часть которого содержит три члена, описывающих кинетику перечисленных выше процессов:

и„

^ = а<т; -Т,)^+Ь-(Т,0 -Т,)2-е~к-т" + с• (У)1 -Т,)-3-екТ>-<И

где 1-время; Т,г-температура облучения; ] -плотность потока нейтронов; к -постоянная Больцмана; Т\ -температура превращения; Т\° -температура превращения в необлученном материале; Т, -температура превращения в полностью упорядоченном сплаве; ит— энергия миграции вакансий; а, Ь и с - константы. Показано, что предложенное уравнение хорошо описывает экспериментальные данные (рис. 4) и может быть использовано для прогнозирования поведения сплава при облучении в широком интервале температур.

Создано специальное измерительно-нагружающее устройство, предназначенное для внутриканальных исследований эффекта пластичности превращения и памяти формы с одновременным

лмг

ДЦ.,

2к10" 4*10"

Флюенс, см"

1*1 о" Флюенс, см"

.-г

3*1 о"

,"2

Рис. 4. Расчетные (сплошные линии) и экспериментальные (точки) зависимости температуры М, начала превращения ЩВ2)-»В19' от флюенса быстрых нейтронов.

измерением электрического сопротивления. Устройство состоит из пружины из никелида титана, упругой противодействующей пружины, индуктивного датчика перемещения и измерителя сопротивления четырехточечным методом. Установлено, что несмотря на изменение температурной кинетики превращений в сплаве Тл№ под облучением, материал сохраняет способность накапливать и восстанавливать деформацию при фазовых переходах при облучении флюенсом нейтронов, не превышающим 7-1018 см"2.

Снижение температур превращений в никелиде титана указывает на возможность реализации радиационно стимулированного эффекта памяти формы в сплавах на основе "П№ при условии облучения в низкотемпературном (мартенситном) состоянии (Т1Г<А5) с набором флюенса, достаточного для смещения температуры превращений на величину АТ = А{ - Тш где А{ -температура окончания обратного мартенситного перехода. Для проверки этого положения в реакторе облучали предварительно деформированные цилиндрические образцы. Измерение длины образцов, извлеченных из реактора, показало, что во время облучения происходит возврат деформации. Как и при нагревании необлученного сплава, восстановление деформации после нейтронного облучения оказывается неполным. В таблице 1

приведены сравнительные данные, характеризующие величину эффекта памяти формы для облученных и необлученных образцов, предварительно деформированных до одинаковой деформации. Как видно из таблицы восстановление деформации в ходе облучения, при прочих равных условиях, происходит даже с несколько большим коэффициентом возврата по сравнению с нагреванием. Таким образом, из полученных результатов с очевидностью следует, что облучение флюенсом 5-Ю20 см"2 стимулирует эффект памяти формы в сплаве ТОЙ.

Таблица 1. Величина неупругой деформации и эффект памяти формы в

____с_______________„гг___________________г „.,"2 „„„„„а -г;хт;

Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4

Предварительная деформация, % 5.21 3.29 5.24 3.26

Флгоенс, см"2 0 0 5-Ю20 5-1020

Деформация, восстановленная при нагревании, % 3.58 2.54 — —

Деформация, восстановленная при облучении, % — — 3.95 2.88

Коэффициент возврата деформации, % 68.7 77.3 75.4 88.3

Во второй главе «Неупругая деформация никелида титана под действием всестороннего давления» представлены результаты изучения эффектов мартенситной неупругости и мартенситных переходов в никелиде титана при постоянном и изменяющемся гидростатическом давлении. Подробно описаны образцы и методика измерений температуры, деформации и напряжения в камере давления. Эксперименты показали, что температуры мартенситных превращений в исследуемых сплавах понижаются с увеличением всестороннего давления. Это иллюстрируется рис. 5, где в качестве примера показаны зависимости температур обратного превращения и «пиковой» температуры, соответствующей максимальной скорости превращения, от давления. Очевидно, что обратное превращение в

исследуемом сплаве Тл№ происходит с уменьшением удельного

Рис. 5. Зависимости характеристических температур обратного мартенситного превращения в сплаве Т£№ от давления по результатам испытания цилиндрических образцов в условиях РШК^Аиии эффекта

ТМ^ЯТИ ФОРМЫ.

Смещение температур переходов характеризует производная сПУ<1Р (Т1 - температура превращения, Р - давление). Для обратного превращения «мартенсит —► аустенит» у никелида титана этот коэффициент в экспериментах с однократной памятью формы и обратимой памятью формы получен одинаковым и близким к величине -30 К/ГПа. В то же время для прямого перехода «аустенит —► мартенсит» он оказался равным приблизительно -10 К/ГПа, что в три раза меньше, чем для обратного мартенситного превращения. Понятно, что температурный гистерезис превращения, реализуемого в условиях действия всестороннего давления, уменьшается. Обнаруженное неравенство означает

неэквивалентность термодинамических условий прямого и обратного превращений под давлением. Условие прямого и обратного превращений можно записать в виде, соответственно -ДОА->м,им + АОа^мНХ1Ш < о, -АОм^ахим - ДО1^™ < о,

где Авхим - выигрыш свободной энергии Гиббса при перестройке структуры (ДСА~"мХим - Авд - Авм); АСнхим -изменение свободной энергии при превращении за счет нехимических факторов, главным образом за счет изменения упругой энергии. Неэквивалентное действие всестороннего сжатия на прямой и обратный переходы в никелиде титана означает, очевидно, что изменение нехимической составляющей свободной энергии при обратном превращении не равно изменению нехимической свободной энергии при прямом переходе и в условиях действия давления выполняется соотношение ДО^А1КИМ > ДС^нним. Превышение ДСм^А[К11М над ДСЛЛ™ под давлением может быть обусловлено возрастанием упругой энергии

уже после завершения прямого перехода, когда сплав находится в мартенситном состоянии. При всестороннем сжатии это может происходить, например, за счет возникновения сдвиговых напряжений, обусловленных несовместностью деформаций на границах, разделяющих мартенситные кристаллы различной кристаллографической ориентации, поскольку сжимаемость кристаллов с некубической решеткой существенно анизотропна.

ф,9

100' ф!

Ф1

А

_____V__N .в

Л

\

с V

Рис. 6. Зависимости объемной доли мартенсипюй фазы от температуры при разных давлениях (Рг^О-

Смещение температур превращений имеет следствием важные

деформационные эффекты, которые наблюдаются при изменяющемся давлении. Рассмотрим фазовую диаграмму на рис. 6, где изображены зависимости объемной доли

мартенситной фазы Ф от температуры для давлений Р1 и Р2 (Р2 > Р0. В соответствии с изложенными выше результатами, фазовая диаграмма обратного превращения при большем давлении будет смещена в направлении низких температур почти без искажения формы. Предположим, что при давлении Р] из начального состояния А материал переходит при нагревании в состояние В, отвечающее температуре Т] и доле мартенситной фазы Ф1. Если теперь зафиксировать температуру и увеличить давление до Р2, то система должна перейти в состояние С, при котором равновесным уже оказывается другое значение Ф, а именно Ф2. Иными словами, изотермическое повышение давления вызовет изменение фазового состава от Ф1 до Ф2. Объемная доля мартенситной фазы, как видно из рис. 6, уменьшается и происходит переход «мартенсит —* аустенит». Поскольку в сплавах с мартенситными превращениями фазовое превращение является деформационным процессом, то в эксперименте при аналогичных воздействиях на материал должно наблюдаться изменение деформации. Таким образом, простой анализ позволяет прийти к заключению о возможности инициирования обратимой неупругой деформации за счет изменения давления при неизменной температуре.

Некоторые результаты экспериментов с переменным давлением на цилиндрическом образце показаны на рис. 7. Подчеркнем, что при

изотермическом повышении давления оказалось возможным восстановить деформацию, достигающую 80 % от полной обратимой деформации. Подобное поведение никелида титана имеет место и в случае проведения экспериментов с переменным давлением на образцах с обратимой памятью формы.

б)

360

т. к

360

т. к

Рис. 7. Зависимости относительной деформации от температуры в процессе нагревания без давления (линия АВ), последующего увеличения давления при постоянной температуре до 240 МПа (линия ВС) и дальнейшем нагревании (линия СБ) по результатам испытания образцов в условиях проявления эффекта памяти формы. Температура при изменении давления - 350 К (а), 353 К (б).

Поскольку действие всестороннего сжатия изменяет температуры не только обратного, но и прямого фазового превращения в никелиде титана, то очевидно, что изменением давления можно стимулировать и превращение «аустенит -»мартенсит» и, следовательно, все деформационные эффекты, сопровождающие этот переход. Очевидно, что для инициирования превращения при охлаждении необходимо не повышать давление, а уменьшать его. Справедливость сказанного подтверждена опытами на образцах в условиях реализации обратимой памяти формы и пластичности превращения.

Таким образом, из представленных данных становится очевидным, что инициирование эффекта памяти формы, обратимой памяти, пластичности превращения, генерации-релаксации реактивных напряжений в сплаве Т1№ возможно осуществлять не только посредством действия температурного фактора, но и изменением давления в изотермических условиях. Роль гидростатического давления заключается в изменении термодинамического равновесия фаз, участвующих в мартенситном превращении, в результате чего при изменении давления происходит изменение фазового состава, влекущее за собой изменение

деформации. В этом смысле давление и температура являются равноэквивалентными стимулами для инициирования мартенситных превращений и порождаемых этими превращениями разнообразных процессов обратимого неупругого деформирования.

Показано, что при условии Р2>Р1 осуществить обратное фазовое превращение «мартенсит —> аустенит» в изотермическом режиме возможно только повышением давления в интервале температур Аз(Р2) < Т < А^РО, а прямое превращение снижением давления в интервале температур М^Р^ > Т > М({Р2). Изменение деформации будет тем больше, чем дальше от границ указанного интервала отстоит температура изменения давления.

Рассмотрим случай, когда сплав И№ нагревается под давлением Р2 по пути АВ на рис. 8 через интервал обратного мартенситного превращения и превращение «мартенсит —*■ аустенит» началось. Из результатов опытов, изложенных в предыдущих разделах, следует, что если при некоторой температуре Т] (в точке В на рисунке) повысить давление до Р3 (Рз > Р2), это приведёт к изменению фазового равновесия. Мартенситная фаза станет термодинамически неустойчивой и при повышении давления образуется дополнительное количество аустенитной фазы за счет уменьшения доли мартенситной фазы от Ф1 до Ф2 на рис. 8, т.е. происходит переход «мартенсит —+ аустенит». Конфигуративная точка на диаграмме перейдет из положения В в положение С, а при дальнейшем нагревании фазовый состав сплава будет изменяться по пути СЕ.

Понятно, что если при температуре Т1 в интервале обратного фазового перехода (в точке В на рисунке) не увеличивать, а уменьшать всестороннее давление от Р2 до Р[ (Р2 > Р]), то теперь аустенитная фаза станет

термодинамически неустойчивой. Однако, за исключением особых случаев, это не вызовет её исчезновения с образованием мартенсита, поскольку превращение «аустенит —►мартенсит» запрещено из-за наличия температурного гистерезиса переходов в никелиде титана. Материал не перейдет в равновесное состояние Б, соответствующее давлению Р1 и температуре Т}. Состояние сплава

т, т, т

Рис. 8. Зависимости объемной доли мартенситной фазы Ф от температуры при разных давлениях (Рз>Р2>Р0.

будет неравновесным и оно по-прежнему будет соответствовать точке В на диаграмме. При этом в материале присутствует «избыточное» по отношению к изменившимся термодинамическим условиям количество аустенитной фазы. В ходе дальнейшего нагревания фазовый состав сплава не будет изменяться до тех пор, пока температура не достигнет значения Т2 в точке Б, при котором значения Ф1 и Р] соответствуют термодинамическому равновесию. Таким образом, изотермическое уменьшение давления в процессе обратного фазового перехода приводит к тому, что мартенситное превращение развивается по пути АВОЕ с температурной задержкой АТ = Т2 - Т1 на отрезке ВО. В хорошем приближении величина задержки АТ равняется величине смещения температур фазового превращения при изменении давления от Р2 до Рь Рассуждая аналогично, можно показать, что при прямом мартенситном переходе увеличение давления будет приводить к температурной задержке превращения «аустенит —»мартенсит».

Эксперименты показали, что сброс давления при обратном превращении и увеличение давления при прямом переходе действительно приводит к температурной задержке изменения деформации. Один из примеров представлен на рис. 9.

Рис. 9. Зависимости относительной деформации от температуры в процессе охлаждения без давления (линия EL), последующем изотермическом увеличении давления до 240 МПа в точке L и дальнейшем охлаждении под давлением (линия LQR) по результатам испытания образцов в условиях проявления эффекта обратимой памяти формы. Температура при изменении давления составляла 322 К (а) и 323,5 К (б).

В работе выполняли компьютерное моделирование механического поведения никелида титана в условиях действия всестороннего давления. Использовали программу DEFORM созданную на основе положений структурно-аналитической теории прочности, описывающей функционально-механические свойства

материалов с эффектом памяти формы с учетом их структуры и особенностей мартенситных превращений. При моделировании поведения сплава под действием давления в расчетной модели относительный скачок удельного объема при переходе аустенит —> мартенсит предполагали положительным и равным АУ/Уо = 0,33 %. При выполнении расчетов моделировали изменение деформации объекта при давлении, изменяющемся в процессе превращения. Так же как и в экспериментах, изотермическое повышение давления при обратном превращении вызывало дополнительный возврат деформации, а уменьшение давления при прямом переходе - дополнительный прирост деформации (рис. 10). Из рисунка видно, что деформирование объекта при изменении давления сопровождается изменением объемной доли мартенситной фазы, т.е. обусловлено фазовым превращением, стимулированным приращением давления.

О, =200 МПа

Р-8С 0 МПа о31 =200 МПа 1.0 ф 0.8

ж/ 0.6

V \ 0.4 0.2

^ Р-0 0.0

..... ........ 1

Рис. 10. Зависимости деформации Е (сплошные лиши) и доли мартенсита Ф (пунктирные линии) от температуры, полученные при моделировании эффекта пластичности превращения и памяти формы при постоянном сдвиговом напряжении ел = 200 МПа. На участке АВ давление изотермически повышали, на участке СБ давление изотермически уменьшали.

300 350 400 450

т, к

Рис. 11. Зависимости деформации Е (сплошные линии) и доли мартенсита Ф (пунктирные линии) от температуры, полученные при моделировании эффекта пластичности превращения и памяти формы при постоянном сдвиговом напряжении Стз! = 200 МПа. В точке А давление изотермически повышали, в точке В давление изотермически уменьшали.

На рис. 11 представлен пример моделирования температурной задержки деформации, возникающей в результате изменении давления. Расчетные зависимости показывают, что задержка деформирования связана с температурной задержкой мартенситного превращения.

Выполненные компьютерные расчеты убеждают в возможности моделирования всех известных явлений, связанных с действием гидростатического давления на деформацию материалов с памятью формы вблизи температур мартенситного перехода.

Глава 3 «Экспериментальное и компьютерное моделирование действия ультразвука на сплав Т1№» посвящена изучению факторов, ответственных за особенности функционально-механического поведения сплавов на основе никелида титана под действием ультразвука и не связанных с дислокационными механизмами деформации. Предполагается, что основными из них являются 1) повышение температуры твердого тела при диссипации энергии ультразвуковых колебаний, вызывающее изменение фазового состояния и связанное с ним изменение свойств материала; 2) действие переменных напряжений, создаваемых ультразвуком, за счет которого происходит движение границ раздела в результате их отрыва от стопоров и уменьшения силы трения.

В работе экспериментально определяли влияние изменения температуры и действия переменных напряжений на поведение материала. С помощью компьютерных расчетов моделировали режимы воздействия на материал, не реализованные в опытах. Наконец, производили сопоставление имеющихся данных по действию ультразвука на исследуемые материалы с результатами моделирования.

На рис. 12 представлены результаты механических испытаний никелида титана при температурах, соответствующих мартенситному состоянию сплава. В процессе активного деформирования температуру повышали на 40 К, а затем снова понижали до первоначальной. Эксперименты показали, что при повышении температуры напряжение течения уменьшается.

?МГЬ 150

100

50

а)

1;МПа

100

50

0,

0,

0

2 у,%

0

2 /,%

Рис. 12. Диаграммы деформирования сплава ТМ в мартенситном состоянии, полученные при температурах 200 К(а) и 249 К(б). Стрелки указывают на точки, в которых производили повышение и уменьшение температуры на величину ДТ = 40 К.

Рис. 13. Диаграммы деформирования сплава Т1№ в аустешшюм состоянии, полученные при температурах 349 К(а) и 360 К(б). Стрелки указывают на точки, в которых производили повышение или уменьшение температуры на величину ДТ = 40 К.

Если же подобные опыты производить при начальном аустенитном состоянии материала, повышение температуры в процессе деформирования относительно начальной вызывает реакцию, обратную той, которая наблюдалась при испытаниях в мартенситном состоянии. Напряжение течения теперь не понижается, а возрастает (рис. 13). Обнаруженные в экспериментах закономерности изменения деформирующего напряжения при увеличении температуры деформирования находятся в полном соответствии с характером изменения предела текучести сплава Т1№ от температуры. В мартенситном состоянии основным механизмом деформации является переориентация мартенситных доменов и предел текучести падает с ростом температуры. В аустенитном состоянии (вблизи М5) предел текучести резко возрастает с температурой, поскольку деформирование обусловлено инициированием прямого мартенситного перехода.

2 г, %

Описанное поведение никелида соответствует наблюдаемым особенностям проявления акустопластического эффекта, когда в процессе деформирования сплав подвергается кратковременному действию ультразвука. Следовательно особенности поведения сплава Т1№, подвергающегося действию УЗК в процессе активного нагружения, могут быть обусловлены именно тепловым действием ультразвука. Результаты компьютерного моделирования теплового действия ультразвука качественно согласуются с результатами экспериментальных исследований.

Для изучения действия фактора переменных напряжений в модельных экспериментах воздействие ультразвука на процесс деформирования цилиндрического образца представляли как наложение знакопеременного осевого напряжения на квазистатическое сдвиговое напряжение. В рамках модели суперпозиции напряжений напряжение задавали формулой:

ег = сг„ат + сгг„„, где

'0 0 0 0 0 0 ч0 0 аА ът[27г\4\

х — сдвиговое напряжение; ал — амплитуда механических колебаний; V— частота механических колебаний. Компьютерное моделирование показало, что каким бы ни было начальное состояние объекта и как бы ни изменялось содержание составляющих его фаз при деформировании, наложение переменных напряжений на квазистатическую нагрузку всегда приводит к снижению деформирующих напряжений. При совместном действии переменных напряжений и температуры может наблюдаться специфическая реакция сплава, выражающаяся в том, что деформирующее напряжение сначала падает, а затем возрастает (рис. 14). Подобное поведение наблюдалось и в известных экспериментах с ультразвуком.

0 о4 /

0 0 г ; с = ' дан

,0 г 0, Ч

Рис. 14. Расчетные диаграммы деформирования сплава И№ полученные при температурах 400 К (а) и 300 К (б). Одновременное действие увеличения температуры и знакопеременных осевых

напряжений.

Рис. 15. Зависимости деформации охлаждении и нагревании сплава действии знакопеременных напряже] и 7.5 МПа(г).

Экспериментальное и

компьютерное моделирование поведения никелида титана в процессе реализации эффектов пластичности превращения и памяти формы показало, что при действии переменных нагрузок на превращающийся сплав Тл№ наблюдается изменение

деформации материала,

направление которой совпадает с направлением общего изменения деформации под действующей статической нагрузкой (рис. 15). Величина скачка деформации

от температуры, полученные при ТОЙ под напряжением ЗОМПа(а) и ий амплитудой 2.5 МПа (б), 5 МПа (в)

возрастает с увеличением амплитуды переменных напряжений и максимальна, если температура воздействия соответствует середине интервала превращения.

Сделано заключение о том, что особенности функционально-механического поведения сплавов на основе никелида титана под действием ультразвука связаны с двумя основными факторами: 1) повышением температуры твердого тела при диссипации энергии ультразвуковых колебаний и 2) действием переменных напряжений, создаваемых ультразвуком. Повышение температуры деформируемого сплава Тт№ приводит к резкому и немонотонному изменению предела текучести, в результате чего деформирующее напряжение может либо падать, либо возрастать в зависимости от структурного состояния материала. Осциллирующие напряжения стимулируют движение границ раздела (межфазных и межмартенситных) в результате их отрыва от стопоров и уменьшения эффективной силы трения. Это приводит к дополнительному стимулированию фазового перехода и переориентации мартенсита.

Глава 4 посвящена изучению свойств сплавов на основе никелида титана и анализа их поведения как рабочего тела тепловой машины циклического действия. Предложено для анализа два вида рабочих циклов: с программированным изменением напряжений и с заданной траекторией перемещения рабочего тела. Напряжение, деформация и температура в рабочих циклах изменяются во времени по сложному закону в заданной последовательности. Рабочий цикл с

программированным изменением напряжений показан на рис. 16. На участке аЬ рабочее тело охлаждается при постоянном напряжении тох, а на участке сс1 -нагревается при большем напряжении т„. Участки Ьс и с!е соответствуют изотермическим догрузке и разгрузке. Работа в цикле равна площади под

фигурой еЬсс!. При многократном повторении цикла, как показали испытания, производимая за цикл работа нарастает и стабилизируется после 10-15 циклов. Определены оптимальные силовые режимы цикла (рис. 17) и показано, что в оптимальных условиях работа за цикл для сплава И-№-Си превышает 10 МДж/м3. Зависимость величины

г. МПа

« 5 К» /> "<>

Рис. 16. Рабочий цикл с программированным изменением напряжений. тох = 100 МПа, т„ = 200 МПа.

Гн,МПа

работы от средней температуры цикла имеет максимум, а оптимальный перепад температур в цикле составляет 80-^100 К.

В качестве цикла с заданной траекторией перемещения рабочего тела рассмотрен рабочий цикл элемента из сплава Тл№ в составе роторного мартенситного двигателя (рис. 18). Установлено, что с увеличением числа циклов работоспособность никелида титана может уменьшаться вследствие релаксации напряжений на участке, соответствующем охлаждению напряженного рабочего тела при переходе «аустенит—»-мартенсит». Экспериментально установлены зависимости

работоспособности никелида титана от средней деформации в цикле и от размаха деформации (рис. 19, 20).

"--¡лг

Рис. 18. Схема роторного мартенситного двигателя

Рис. 17. Зависимость полезной работы, производимой в установившемся режиме за один цикл, от напряжений при охлаждении (а) и нагреве (б): 1 — т„ = 300 МПа; 2 — тн = 200 МПа; 3 — т„ = 100 МПа; 4 — т0х = 50 МПа; 5 — тох = 100 МПа; 6 — тох = 150 МПа; 7 —тох= 15 МПа.

МДж/н

X

Щу-у

Рис. 19. Зависимость работы,

производимой за цикл, от степени предварительной деформации в аустенитном состоянии при амплитуде деформации 1,8 (1); 2,2 (2); 2,6(3); 3,0 (4) и 3,4% (5).

Рис. 20. Зависимость работы,

производимой за цикл, от амплитуды деформации при средней деформации 3,5 (1); 7,0 (2); 10,5 (3) и 12,0 % (4).

В качестве оптимальных параметров цикла с заданными пределами деформации рекомендована амплитуда деформации Ау = 3,4 % при предварительном деформировании материала на величину, соответствующую уср = 14 %. Удельная полезная работа за цикл при этом равняется 6 МДж/м3.

Сделана оценка термического КПД преобразования энергии в исследованных рабочих циклах и показано, что он не превышает 3%. Для достижения лучшего КПД оптимальный перепад температур в цикле должен составлять 80 К.

Предложен способ реализации цикла Карно, состоящего из двух адиабат и двух изотерм, на мартенситном превращении в никелиде титана. Показано, что коэффициент полезного действия и работа в цикле Карно равны соответственно

7 = 1- ехр{- (1 - / С} ЧУ = <2 у = Т2- ехр{- (1 - ¿К /С}], где

— энтропия превращения, С — удельная теплоемкость, ~к-объемная доля кристалла, превращенная из аустенита в мартенсит в изотермических условиях, Т2 - температура разогрева кристалла при адиабатическом нагружении, СЬ - тепло, поглощенное кристаллом при температуре Т2. Эксперименты подтвердили различие в механическом поведении никелида титана в изотермических и адиабатических условиях, тем самым продемонстрировав принципиальную осуществимость цикла Карно в сплавах с мартенситными превращениями по предложенной схеме.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В настоящей работе выявлены ранее неизвестные закономерности функционально-механического поведения никелида титана и сплавов на его основе при воздействии нейтронного облучения, гидростатического давления и ультразвука. Впервые детально изучено такое важное свойство сплавов с памятью формы как способность преобразовывать тепловую энергию в механическую при мартенситных превращениях. На основе полученных экспериментальных данных и компьютерного моделирования разработаны представления о физических причинах, обусловливающих особенности реакции никелида титана на комплексные физико-механические воздействия. Обсуждаются

механизмы влияния таких воздействий на мартенситные превращения и обратимую деформацию, связанную с фазовым превращением.

Несмотря на то, что выполненные исследования имеют фундаментальный характер, не вызывает сомнения большая практическая значимость результатов работы уже потому, что необходимость проведения исследований диктуется потребностями современной техники различного назначения. Установленные новые закономерности могут быть использованы при разработке новых технологий для атомной и термоядерной энергетики; сосудов высокого давления и глубоководных аппаратов; для создания тепловых машин, работающих на низкокалорийном тепле возобновляемых источников энергии и других технических устройств. К важнейшим результатам работы следует отнести обнаруженные и изученные способы инициирования эффекта памяти формы в никелиде титана путем изменения давления или нейтронного облучения. Это открывает пути для разработки принципиально новых решений ряда технических задач.

Основные достижения работы состоят в следующем.

1. Температуры мартенситных превращений в никелиде титана экспоненциально спадают с ростом флюенса быстрых нейтронов в процессе облучения при температурах, меньших 330 К. Изменения характеристических температур начинаются уже в самый начальный период облучения, но развиваются с разным темпом для различных температурных точек, характеризующих структурные переходы в никелиде титана. Одновременно с этим растет электрическое сопротивление сплава, причем сопротивление, соответствующее мартенситному состоянию материала, нарастает с флюенсом в несколько раз быстрее, чем сопротивление, соответствующее аустенитному состоянию. Перечисленные изменения свойств сплава обусловлены разупорядочением твердого раствора при облучении. Облучение при повышенной температуре (470 К) приводит к противоположным изменениям: температуры мартенситных превращений возрастают, а электросопротивление никелида титана уменьшается, что связано с повышением степени дальнего порядка.

2. Анализ показывает, что основными факторами, влияющими на скорость изменения температур мартенситных переходов при облучении нейтронами, являются разупорядочение твердого раствора

при низкотемпературном нейтронном облучении, радиационное

упорядочение в процессе высокотемпературного облучения и термостимулированный отжиг радиационных повреждений. Предложено дифференциальное уравнение для скорости изменения температур фазовых переходов в сплаве 1Т№, правая часть которого содержит три члена, описывающих кинетику перечисленных выше процессов. Результаты расчетов удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным.

3. Несмотря на изменение температурной кинетики превращений в сплаве Тл№ под облучением, материал сохраняет способность накапливать и восстанавливать деформацию в процессе фазовых переходов при облучении флюенсом нейтронов, не превышающим 7-Ю18 см"2. Установлено, что облучение флюенсом 5-Ю20 см" в изотермических условиях стимулирует эффект памяти формы в сплаве Тл№.

4. Температуры как обратного, так и прямого превращений в сплаве Т1№ эквиатомного состава под действием всестороннего давления смещаются в направлении низких температур. Построена фазовая диаграмма исследуемого сплава в координатах «давление-температура». Коэффициент барочувствительности температур мартенситных превращений (1Т1/ёР для обратного превращения «мартенсит —»аустенит» близок к величине -30 К/ГПа, а для прямого перехода «аустенит -* мартенсит» он оказался равным приблизительно -10 К/ГПа, что по абсолютной величине в три раза меньше, чем для обратного мартенситного превращения. Неэквивалентное действие всестороннего сжатия на прямой и обратный переходы в никелиде титана означает, что изменение нехимической составляющей свободной энергии при обратном превращении не равно изменению нехимической свободной энергии при прямом переходе. Предполагается, что причиной такого неравенства является возникновение сдвиговых напряжений, обусловленных анизотропией сжимаемости мартенситных кристаллов.

5. Впервые установлено, что изменением давления в изотермических условиях возможно инициировать эффект памяти формы, обратимой памяти, пластичности превращения, генерации-релаксации реактивных напряжений в сплаве Т1№. Определены температурные интервалы, в которых могут наблюдаться такие эффекты. Роль гидростатического давления заключается в изменении термодинамического равновесия фаз, участвующих в мартенситном

превращении, в результате чего при изменении давления происходит изменение фазового состава, влекущее за собой изменение деформации. В этом смысле давление и температура являются равноэквивалентными стимулами для инициирования мартенситных превращений и порождаемых этими превращениями разнообразных процессов обратимого неупругого деформирования. Изменение всестороннего давления, изменяя температуры мартенситных превращений, стимулирует деформацию, связанную не только с самим фазовым переходом в сплаве ТЧ№, но также может вызывать обратимое неупругое деформирование без изменения фазового состава материала, вследствие резкой зависимости механических свойств от разности между температурой испытания и температурами фазовых переходов. С использованием компьютерного моделирования показано, что структурно-аналитическая теория прочности качественно правильно описывает все известные явления, связанные с действием гидростатического давления на деформацию сплава ТлЬН вблизи температур мартенситного перехода. 6. Особенности функционально-механического поведения сплавов на основе никелида титана под действием ультразвука не связаны с дислокационными механизмами деформации как в «обычных» металлах. Основными факторами ответственными за их поведение в ультразвуковом поле являются 1) повышение температуры твердого тела при диссипации энергии ультразвуковых колебаний и 2) действие переменных напряжений, создаваемых ультразвуком. Выполнено экспериментальное исследование и компьютерное моделирование действия этих факторов на никелид титана и установлено, что повышение температуры деформируемого сплава "П№ приводит к резкому и немонотонному изменению предела текучести, в результате чего деформирующее напряжение может либо падать, либо возрастать в зависимости от структурного состояния материала. Это и объясняет наблюдаемый в известных экспериментах акустопластический эффект разных знаков. Осциллирующие напряжения стимулируют движение границ раздела (межфазных и межмартенситных) в результате их отрыва от стопоров и уменьшения эффективной силы трения. Поэтому наложение переменных напряжений на квазистатическую нагрузку при активном деформировании никелида титана всегда приводит к снижению деформирующих напряжений, независимо от фазового состояния сплава. При действии переменных нагрузок в процессе реализации

эффектов пластичности превращения и памяти формы в сплаве Тл№ наблюдается изменение деформации материала, направление которой совпадает с направлением общего изменения деформации под действующей статической нагрузкой. Величина скачка деформации возрастает с увеличением амплитуды переменных напряжений и максимальна, если температура воздействия соответствует середине интервала превращения. Изменение деформации под действием переменных напряжений происходит вследствие фазового превращения. Сопоставление полученных результатов с известными экспериментами с ультразвуком показывает их хорошее совпадение на качественном уровне.

7. На основе экспериментальных исследований и теоретического анализа разработаны представления о способности сплавов с эффектом памяти формы к преобразованию энергии в термомеханическом цикле. Установлено, что в рабочем цикле с программированным изменением напряжений максимальная работа, превышающая 10 МДж/м3 за цикл, производится при охлаждении под напряжением 50 МПа и нагревании под напряжением 200 МПа. Показано, что энергопроизводительность зависит от средней температуры в цикле и интервала температур термоциклирования, а оптимальный температурный режим определяется действующими напряжениями. В рабочем цикле с заданной траекторией перемещения рабочего тела определены оптимальные деформационные характеристики - амплитуда деформации Ау = 3,4 % и средняя деформация уср = 14 %. Сделана оценка КПД преобразования энергии в исследованных рабочих циклах и показано, что он не превышает 3%. Для достижения лучшего КПД оптимальный перепад температур в цикле должен составлять 80 К. Предложена реализация цикла Карно для сплава Тл№ и получены аналитические выражения для работы и КПД такого цикла.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК: 1. Беляев С.П. Способность композиции 50гП-47№-ЗСи превращать тепловую энергию в механическую работу при циклическом изменении температуры / С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев // Проблемы прочности. - 1984. - И 6. - С. 77-80.

2. Андронов И.Н Влияние температурно-силовых режимов на работоспособность сплавов с памятью формы / И.Н. Андронов, С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин и др. // Вестник ЛГУ. - 1985. - N 1. -С. 54-58

3. Беляев С.П. Циклическая память формы и работоспособность никелида титана / С.П. Беляев, Ю.В. Войтенко, С.Л. Кузьмин и др. // Проблемы прочности. -1989. -N 6. - С. 40-44.

4. Беляев С.П. Преобразование энергии в цикле Карно при мартенситном превращении / С.П. Беляев, В.А. Ермолаев, В.А. Лихачев и др.// Изв. вузов. Физика. - 1989. -N 2. - С. 91-94.

5. Беляев С.П. Эффекты памяти формы в никелиде титана в условиях действия всестороннего давления / С.П. Беляев, С.А. Егоров, В.А. Лихачев и др. // Журнал технической физики. - 1996. - Т.66. -Вып. 11.-С.З 6-46.

6. Беляев С.П. Влияние нейтронного облучения на мартенситные превращения и эффект памяти формы в сплаве TiNi / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Физика твердого тела. -1998. -Т. 40. -N 9. - С.1705-1709.

7. Рубаник В.В. Влияние ультразвука на деформационное поведение никелида титана / В.В. Рубаник, С.П. Беляев, А.Е. Волков и др. // Вестник Тамбовского Университета. Сер. Естественные и технические науки. - 1998. -Т.З. - Вып.З. - С.265-266.

8. Егоров С.А. Влияние изменения всестороннего давления на деформирование меди / С.А. Егоров, С.П. Беляев, И.Н. Лобачев // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. - 1998. - Т.З. - Вып.З. - С.275-276.

9. Егоров С.А. Влияние всестороннего давления на формоизменение никелида титана при нагревании под сдвиговой нагрузкой. / С.А. Егоров, С.П. Беляев, И.Н. Лобачев // Журнал технической физики. -2000. - Т.70. - Вып.4. - С.29-32.

Ю.Беляев С.П. Кинетика радиационных повреждений и мартенситные превращения в сплаве TiNi в процессе облучения нейтронами / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Физика твердого тела. -2001. -Т. 43. - Вып. 11. - С.2070-2075.

П.Беляев С.П. Мартенситное превращение в монокристалле сплава медь-алюминий-никель после кратковременного нейтронного облучения / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Физика твердого тела. - 2003. - Т. 45. - Вып. 2. - С. 321-326

12. Егоров С. А. Влияние гидростатического давления на механическое поведение сплавов Ti-Ni и CuAINi / С.А. Егоров, С.П. Беляев, А.Е. Волков и др. // Физика металлов и металловед. -2003. - Т. 96. - N 2. - С. 123-128.

13. Беляев С.П. Эффект памяти формы в сплаве TiNi, стимулированный нейтронным облучением / С.П. Беляев, Р.Ф. Коноплева, И.В. Назаркин и др. // Физика твердого тела. - 2007. -Т. 49. - Вып. 10. - С. 1876-1878.

Монографии:

1. Материалы с эффектом памяти формы: Справочное издание / под. ред. В.А. Лихачева. В 4-х т. - СПб: НИИХ СПбГУ, 1997-1998 г.

2. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч. 1. Структура, фазовые превращения и свойства. - Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 436 с.

Прочие публикации:

1. Беляев С.П. Обратимая память формы и ее использование в тепловых двигателях / С.П. Беляев, В.А. Лихачев, Ю.И. Патрикеев и др.; "Вестник ЛГУ", серия "мат., мех., астр." - Л., 1984. - 21 с. -Деп. в ВИНИТИ 10.12.1984г., № 7870-84.

2. Беляев С.П. Исследование работоспособности роторного мартенситного двигателя / С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачеви др.; - Л., 1985. - 31 с. - Деп. в ВИНИТИ 11.04.1985г„ N2427-85.

3. Беляев С.П. Эффективность преобразования энергии сплавом TiNiCu / С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев // Прогнозирование механического поведения материалов: XXV Всесоюз. семинар "Актуальные проблемы прочности" 1-5 апреля 1991г., г. Старая Русса. -Новгород: НПИ, 1991. -Т.1. - С. 19-21.

4. Беляев С.П. Калориметрическое исследование фазовых превращений в Ti-Ni-Cu и Ti-Ni-Fe / С.П. Беляев, В.А. Берштейн, В.М. Егоров и др.// Материалы со сложными функциональными свойствами. Компьютерное конструирование материалов: Сб. докладов XXX Межреспубликанского семинара «Актуальные проблемы прочности», - Новгород: Новгородский гос. ун-т., 1994, -Ч. 2.-С. 76-80.

5. Беляев С.П. Мартенситная неупругость и эффект памяти формы в условиях действия давления / С.П. Беляев, С.А. Егоров, В.А.

Лихачев и др. // Материалы с эффектом памяти формы: Сб. докладов I Российско-американский семинар и XXXI семинар «Актуальные проблемы прочности». 13-17 ноября 1995 г., г. С.Петербург. - СПб, 1995. -Ч. I. -С. 11-19.

6. Беляев С.П. Мартенситные превращения и эффект памяти формы в сплаве TiNi в процессе облучения нейтронами реактора / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплсва и др. // Научные труды XXXIII семинара "Актуальные проблемы прочности" 15-18 окт. 1997г., г.Новгород. - Новгород: НГУ, 1997. - Т.2. - 4.1. - С.81-90.

7. Беляев С.П. Особенности влияния давления на механическое поведение сплава TiNi при нагревании под сдвиговой нагрузкой / С.П. Беляев, С.А. Егоров, И.Н. Лобачев // Научные труды ХХХШ семинара "Актуальные проблемы прочности" 15-18 окт. 1997г., г. Новгород. - - Новгород: НГУ, 1997. - Т.2. - 4.1. - С.60-67.

8. Лихачев В.А. Разработка методики и исследование механического поведения сплава TiNi при одновременом действии давления и сдвигового напряжения / В.А. Лихачев, С.П. Беляев, С.А. Егоров // Современные вопросы физики и механики материалов: Материалы XXXII семинара «Актуальные проблемы прочности» 12-14 ноября 1996 г. СПб. - СПб, 1997. - С. 161-177.

9. Belyaev S.P. Neutron irradiation effect on martensitic transformations and shape memory effects in TiNi alloy / S.P. Belyaev, A.E. Volkov, R.F. Konopleva et al. // PNPI Research Report 1996-1997. - Gatchina, 1998. - P.266-267.

Ю.Беляев С.П. Расчет неупругого поведения сплава TiNi под действием всестороннего давления / С.П, Беляев, С.А. Егоров, И.Н. Лобачев // Нелинейные проблемы механики и физики деформируемого твердого тела: Сб. трудов научной школы акад. В.В. Новожилова/СПбГУ. - СПб, 1998. -Вып.1. - С.170-176.

П.Рубаник В.В. Некоторые особенности пластического течения никелида титана под действием ультразвука / В.В. Рубаник, С.П. Беляев, А.Е. Волков и др. // Современные энергоресурсосберегающие и экологобезопасные технологии в машиностроении и легкой промышленности: Сб. научных трудов/ ВГТУ. - Витебск, 1998.-С. 139-144.

12. Беляев С.П. Моделирование акустопластического эффекта в никелиде титана / С.П. Беляев, Е.Д. Вдовин, А.Е. Волков и др. // Механизмы деформации и разрушения перспективных материалов: XXXV семинар «Актуальные проблемы прочности»

15-18 сентября 1999 г., г. Псков. -Псков, 1999. - Ч. И. - С. 569576.

13. Беляев С.П. Изменение электрического сопротивления сплава TiNi при нейтронном облучении / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Научные труды IV Междунар. семинара "Современные проблемы прочности" 18-22 сентября 2000 г., Старая Русса, в 2-х т. / Под. ред. В.Г. Малинина. - Великий Новгород, 2000.-Т. 1.-С.205-212.

14. Беляев С.П. Мартенситные превращения в сплаве TiNi в процессе облучения нейтронами реактора / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф.Коноплева и др. // Труды XI Межнационального совещания "Радиационная физика твердого тела" 25-30 июня 2001 г., г. Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГиЭМ, 2001. - С. 239-243.

15. Беляев С.П., Деформационное поведение никелида титана при скачкообразных изменениях температуры / С.П. Беляев, А.Е. Волков, М.Е. Евард и др. // Сплавы с эффектом памяти формы и другие перспективные материалы: Материалы XXXVIII семинара «Актуальные проблемы прочности», поев, памяти В.А.Лихачева 24-27 сентября 2001 г., г. СПб. - СПб, 2001. - 4.2. - С. 586-591.

16. Егоров С. А. Влияние гидростатического давления на механическое поведение сплавов TiNi и Cu-Al-Ni / С.А. Егоров, С.П. Беляев, А.Е. Волков // Нелинейные проблемы механики и физики деформируемого твердого тела: Труды научной школы академика В.В. Новожилова. -СПб, 2002. - Вып. 5. - С. 112-119.

17. Беляев С.П. Тепловое моделирование механического поведения TiNi при ультразвуковом нагружении / С.П. Беляев, А.Е. Волков, В.В. Рубаник и др. // Структура и свойства перспективных металлов и сплавов: Труды XL Международного семинара «Актуальные проблемы прочности» 30 сент.-4 окт. 2002г., г. В.Новгород. - Великий Новгород: НовГУ, 2003. - С. 25-28.

18.Belyaev S.P. Behavior of TiNi alloy under neutron irradiation / S.P.Belyaev, V.AChekanov, R.F.Konopleva, // Proceedings of the International Conference on Shape Memoiy and Superelastic Technologies (SMST-2003), 5-8 May, 2003, Asilomar Conference Center, Pacific Grove, California, USA / Ed. by Alan R.Pclton and Tom Duerig. - 2004. - P.349-356.

19. Беляев С.П. Эффекты памяти формы в облучаемом нейтронами сплаве TiNi / С.П. Беляев, Р.Ф. Коноплева, И.В. Назаркин и др. // Труды XVII Международного совещания «Радиационная физика

твердого тела» / под редакцией заслуженного деятеля науки РФ, д.ф.-м.н., проф. Бондаренко Г.Г. 9-14 июля 2007 г., г. Севастополь, - М.: ГНУ «НИИПМТ», 2007. - С. 307-315.

20. Беляев С.П. Сравнительный анализ поведения сплавов с эффектом памяти формы, облучаемых нейтронами / С.П. Беляев, Р.Ф. Коноплева, И.В. Назаркин и др. // ХЬУ1 Международная конференция «Актуальные проблемы прочности»: Материалы конференции 15-17 октября 2007 г., г. Витебск, Беларусь. -Витебск: ВГТУ. - Ч. 1. - С. 179-182.

21. Беляев С.П. Исследования сплавов с памятью формы в низкотемпературной гелиевой петле реактора ВВР-М / С.П. Беляев // Реактору ВВР-М 50 лет: Сборник воспоминаний и научных статей. -Гатчина.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2009. -С.223-233.

Патент:

1. Пат. 4065 С2 ВУ, МПК В ОН 19/10, С 2Ш 1/04. Способ генерации реактивных напряжений в материалах с эффектом памяти формы /

B.В.Рубаник, В.В.Рубаник (мл.), Ю.В.Царенко, А.Е.Волков,

C.П.Беляев. - № 19980546; Заявл. 05.06.1998; Опубл. 30.09.2001 // Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь,-2001 -№3 (30).-С. 104.

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 23.11.11 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз., Заказ № 1351 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 929-43-00.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В

СПЛАВАХ И ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ

1.1. Методика проведения экспериментов и объекты исследования

1.1.1. Низкотемпературная гелиевая петля реактора ВВР-М

1.1.2. Материалы и образцы

1.2. Мартенситные превращения в сплаве Т1№, облучаемом нейтронами при температурах, меньших 330 К

1.3. Изменение степени дальнего порядка как причина изменения температур мартенситных превращений

1.4. Изменение электрического сопротивления сплава Т1№ в процессе нейтронного облучения при температурах, меньших 330 К

1.5. Кинетика процесса отжига радиационных повреждений

1.6. Изменение температурной кинетики мартенситных превращений и электрического сопротивления в сплаве Т1№ в процессе нейтронного облучения при температуре 470К

1.7. Кинетическое уравнение для описания изменения температур мартенситных превращений в облучаемом нейтронами сплаве TiNi

1.8. Действие нейтронного облучения на эффект памяти формы в сплаве TiNi

1.8.1. Эффекты пластичности превращения и памяти формы в облучаемых образцах

1.8.2. Эффект памяти формы в сплаве TiNi, стимулированный нейтронным облучением

1.9. Особенности кинетики мартенситных превращений в облучаемом нейтронами сплаве Cu-Al-Ni

Больше 50-ти лет прошло с тех пор, как американский металлофизик William J. Buehler получил первые лабораторные образцы сплава Ti-Ni, содержащего равное количество атомов титана и никеля [159,183,218]. Это явилось историческим событием, поскольку вызвало резкий рост числа работ по исследованию термоупругих мартенситных превращений и эффекта памяти формы в сплавах, особенностей их кристаллического строения. Появилось огромное число предложений по использованию никелида титана и других материалов с памятью формы в технике и медицине [84,105,117,135,139,149,200,204,215]. Интерес к материалам на основе композиции TiNi не уменьшается и до настоящего времени. Свойства никелида титана действительно уникальны. Сплав демонстрирует большой по величине эффект памяти формы (восстанавливаемая при нагревании деформация достигает 8^-10 %) и другие эффекты, связанные с обратимостью больших неупругих деформаций такие, как пластичность превращения, генерация реактивных напряжений, псевдоупругость, обратимая память формы [89,143]. Кроме того, прочность, пластичность и характеристики коррозионной стойкости сплава TiNi сопоставимы с таковыми для нержавеющей стали. Он обладает высокой демпфирующей способностью, хорошо обрабатывается резанием и давлением. Никелид титана биоинертен и совместим с мышечной и костной тканями живых организмов. Неудивительно, что материал с таким набором замечательных свойств находит и будет находить применение в технике и медицине при разработке новых конструкций и технологий.

Технические проблемы, решаемые путем использования сплава TiNi весьма разнообразны. Патентная литература насчитывает многие сотни наименований и содержит описание самотрансформирующихся конструкций, крепежных изделий, соединительных узлов, прессов, термодатчиков и т.п.[118]. Огромна сфера использования материалов с памятью в медицине [44,48,49,69,114]. Особое внимание сейчас уделяется созданию микромеханических приводов для осуществления малотравматических операций на внутренних органах. Многие из подобных операций стали возможны только в результате применения никелида титана. В целом заметим, что с каждым годом в мире растет активность, связанная с разнообразными приложениями сплавов с эффектом памяти формы. В разных странах созданы десятки фирм, специализирующихся именно в этом направлении. С 1994 года регулярно проводятся международные конференции "Shape Memory and Superelastic Technologies (SMST)", имеющие прикладной характер.

Основой для использования сплавов на основе никелида титана являются многочисленные исследования фундаментального характера, касающиеся изучения фазовых превращений, структуры, механизмов деформации и функциональных свойств никелида титана [39, 93, 104,105, 116,135,144,149,200,215,219]. Накопленные к настоящему времени знания позволяют достаточно надежно описывать и прогнозировать функционально-механическое поведение материала [95,105,215]. Заметим, однако, что это относится к достаточно простым режимам воздействия на сплав, например, путем изменения температуры через интервал фазовых переходов или изотермического нагружения. В то же время, проекты технических приложений не ограничиваются лишь подобными условиями. Существуют весьма перспективные возможности разработки новых технологий, использующих уникальные свойства никелида титана в таких условиях, когда наряду с термическими и механическими изменениями металл подвергается действию постоянных или изменяющихся физических полей или космического излучения, радиации, высокого давления и т.д. Такие режимы воздействия на функциональный сплав будем называть сложными или комплексными. К ним можно относить и такие условия функционирования материала, когда необходимый результат достигается при изменении напряжения, деформации и температуры по сложному закону во времени. Анализу функционально-механического поведения никелида титана при комплексных физико-механических воздействиях и посвящена настоящая работа.

Отметим несколько важных обстоятельств. Во-первых, совершенно понятно, что каждое из сложных воздействий имеет особую специфику и требует отдельного изучения. Невозможно обобщить результаты исследований сплава, скажем, в магнитном поле на случай облучения частицами высоких энергий. Во-вторых, возможность использования материалов с памятью формы может быть реализована только в том случае, если экспериментально установлены эмпирические закономерности изменения свойств сплава в тех или иных условиях; выявлена физическая природа таких изменений и разработаны теоретические модели для описания функционального поведения материала. Таким образом, необходимо выполнить большой объем экспериментальных и теоретических исследований для создания представлений об особенностях развития фазовых превращений и процессов обратимости неупругой деформации при комплексных физико-механических воздействиях. Наконец, в-третьих, подчеркнем следующее. Несмотря на то, что подобные исследования стимулируются практическими потребностями, они в значительной степени способствуют появлению новых знаний об особенностях мартенситных превращений, способах их инициирования и методах модификации структуры и свойств материала, о физических причинах ранее неизвестных явлений, о способах прогнозирования поведения металла при комплексных физико-механических воздействиях.

Как видно из изложенного, поле для исследований по обсуждаемой теме весьма широко. В настоящей работе в полном объеме изучены проблемы, связанные с действием на никелид титана нейтронного облучения, гидростатического давления, ультразвуковых колебаний.

Кроме того, большое внимание уделено поведению сплавов на основе ИМ в составе тепловой машины, преобразующей тепло в механическую работу. По всем этим проблемам существуют многочисленные проекты разработки новых технологий с использованием эффекта памяти формы [1,6,74-76,79,80,107,109,122

124,129,161,173,175,186,196-198,203,206]. Однако реализация большинства этих проектов сомнительна из-за недостаточности знаний о свойствах материала в различных условиях и способов прогноза его поведения. Состояние исследований на момент начала настоящей работы по каждой из обсуждаемых проблем представлено в соответствующих главах. В целом имеющиеся экспериментальные данные либо не полны и противоречивы, либо вовсе отсутствуют. Разработанные теоретические подходы к описанию свойств сплавов на основе Тл№ при комплексных воздействиях зачастую базируются на слишком упрощенных и потому неверных предположениях. В связи со сказанным исследования функциональных свойств сплава Т1№ при комплексных физико-механических воздействиях является весьма актуальными.

Целью настоящей работы является установление закономерностей и особенностей мартенситных превращений и связанных с ними эффектов памяти формы в никелиде титана под действием нейтронного облучения, гидростатического давления, ультразвуковых колебаний и в режимах многократно повторяющихся циклов производства полезной работы. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Разработать методику исследования свойств материала непосредственно в процессе облучения в атомном реакторе; выявить закономерности изменения температур мартенситных превращений в никелиде титана в процессе нейтронного облучения при различных температурах; определить типы структурных нарушений, ответственных за такое изменение и на основании выявленных феноменологических соотношений предложить способ для описания и прогнозирования эволюции температур превращений в процессе облучения. Установить возможность обобщения полученных результатов на другие материалы с термоупругими мартенситными превращениями.

2. Определить степень деградации эффекта памяти формы при нейтронном облучении и возможность стимуляции эффекта памяти формы в изотермических условиях.

3. Разработать методику механических испытаний сплава Тл№ при постоянной или изменяющейся температуре в условиях постоянного или изменяющегося гидростатического давления; исследовать влияние гидростатического давления на температуры мартенситных превращений и на величину эффекта памяти формы в никелиде титана; установить закономерности проявления эффектов мартенситной неупругости при изменяющемся давлении и возможность инициирования этих эффектов за счет давления в изотермических условиях; выполнить компьютерные расчеты с использованием уравнений структурно-аналитической теории прочности и установить соответствие расчетных и экспериментальных данных.

4. Установить особенности механического поведения никелида титана при действии ультразвуковых колебаний; определить факторы недислокационной природы, влияющие на мартенситные превращения и механическое поведение сплава Т1№ при наложении ультразвука; экспериментально и расчетным путем показать, что при действии этих факторов никелид титана демонстрирует такое же физико-механическое поведение, что и под действием ультразвуковых колебаний.

5. Экспериментально исследовать способность сплавов на основе Тл№ преобразовывать тепловую энергию в механическую; определить зависимость производимой работы от вида рабочего цикла, а также от деформационных, силовых и температурных параметров цикла; определить оптимальные режимы циклов производства полезной работы; на основе полученных экспериментальных данных оценить коэффициент полезного действия преобразования энергии; проанализировать возможность осуществления цикла Карно в материалах с термоупругими фазовыми переходами.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения по работе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В настоящей работе выявлены ранее неизвестные закономерности функционально-механического поведения никелида титана и сплавов на его основе при воздействии нейтронного облучения, гидростатического давления и ультразвука. Впервые детально изучено такое важное свойство сплавов с памятью формы как способность преобразовывать тепловую энергию в механическую при мартенситных превращениях. На основе полученных экспериментальных данных и компьютерного моделирования разработаны представления о физических причинах, обусловливающих особенности реакции никелида титана на комплексные физико-механические воздействия. Обсуждаются механизмы влияния таких воздействий на мартенситные превращения и обратимую деформацию, связанную с фазовым превращением.

Несмотря на то, что выполненные исследования имеют фундаментальный характер, не вызывает сомнения большая практическая значимость результатов работы уже потому, что необходимость проведения исследований диктуется потребностями современной техники различного назначения. Установленные новые закономерности могут быть использованы при разработке новых технологий для атомной и термоядерной энергетики; сосудов высокого давления и глубоководных аппаратов; для создания тепловых машин, работающих на низкокалорийном тепле возобновляемых источников энергии и других технических устройств. К важнейшим результатам работы следует отнести обнаруженные и изученные способы инициирования эффекта памяти формы в никелиде титана путем изменения давления или нейтронного облучения. Это открывает пути для разработки принципиально новых решений ряда технических задач.

Основные достижения работы состоят в следующем. 1. Температуры мартенситных превращений в никелиде титана экспоненциально спадают с ростом флюенса быстрых нейтронов в процессе облучения при температурах, меньших 330 К. Изменения характеристических температур начинаются уже в самый начальный период облучения, но развиваются с разным темпом для различных температурных точек, характеризующих структурные переходы в никелиде титана. Одновременно с этим растет электрическое сопротивление сплава, причем сопротивление, соответствующее мартенситному состоянию материала, нарастает с флюенсом в несколько раз быстрее, чем сопротивление, соответствующее аустенитному состоянию. Перечисленные изменения свойств сплава обусловлены разупорядочением твердого раствора при облучении. Облучение при повышенной температуре (470 К) приводит к противоположным изменениям: температуры мартенситных превращений возрастают, а электросопротивление никелида титана уменьшается, что связано с повышением степени дальнего порядка.

2. Анализ показывает, что основными факторами, влияющими на скорость изменения температур мартенситных переходов при облучении нейтронами, являются разупорядочение твердого раствора ТТ№ при низкотемпературном нейтронном облучении, радиационное упорядочение в процессе высокотемпературного облучения и термостимулированный отжиг радиационных повреждений. Предложено дифференциальное уравнение для скорости изменения температур фазовых переходов в сплаве ТТ№, правая часть которого содержит три члена, описывающих кинетику перечисленных выше процессов. Результаты расчетов удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным.

3. Несмотря на изменение температурной кинетики превращений в сплаве Тл№ под облучением, материал сохраняет способность накапливать и восстанавливать деформацию в процессе фазовых переходов при облучении флюенсом нейтронов, не превышающим

18 2 20 2 7-10 см" . Установлено, что облучение флюенсом 5-10 см" в изотермических условиях стимулирует эффект памяти формы в сплаве Тл№.

4. Температуры как обратного, так и прямого превращений в сплаве Т1№ эквиатомного состава под действием всестороннего давления смещаются в направлении низких температур. Построена фазовая диаграмма исследуемого сплава в координатах «давление-температура». Коэффициент барочувствительности температур мартенситных превращений ёТ/ёР для обратного превращения «мартенсит —> аустенит» близок к величине -30 К/ГПа, а для прямого перехода «аустенит —> мартенсит» он оказался равным приблизительно -10 К/ГПа, что по абсолютной величине в три раза меньше, чем для обратного мартенситного превращения. Неэквивалентное действие всестороннего сжатия на прямой и обратный переходы в никелиде титана означает, что изменение нехимической составляющей свободной энергии при обратном превращении не равно изменению нехимической свободной энергии при прямом переходе. Предполагается, что причиной такого неравенства является возникновение сдвиговых напряжений, обусловленных анизотропией сжимаемости мартенситных кристаллов.

5. Впервые установлено, что изменением давления в изотермических условиях возможно инициировать эффект памяти формы, обратимой памяти, пластичности превращения, генерации-релаксации реактивных напряжений в сплаве Т1№. Определены температурные интервалы, в которых могут наблюдаться такие эффекты. Роль гидростатического давления заключается в изменении термодинамического равновесия фаз, участвующих в мартенситном превращении, в результате чего при изменении давления происходит изменение фазового состава, влекущее за собой изменение деформации. В этом смысле давление и температура являются равноэквивалентными стимулами для инициирования мартенситных превращений и порождаемых этими превращениями разнообразных процессов обратимого неупругого деформирования. Изменение всестороннего давления, изменяя температуры мартенситных превращений, стимулирует деформацию, связанную не только с самим фазовым переходом в сплаве Тл№, но также может вызывать обратимое неупругое деформирование без изменения фазового состава материала, вследствие резкой зависимости механических свойств от разности между температурой испытания и температурами фазовых переходов. С использованием компьютерного моделирования показано, что структурно-аналитическая теория прочности качественно правильно описывает все известные явления, связанные с действием гидростатического давления на деформацию сплава ТлМ вблизи температур мартенситного перехода. Особенности функционально-механического поведения сплавов на основе никелида титана под действием ультразвука не связаны с дислокационными механизмами деформации как в «обычных» металлах. Основными факторами ответственными за их поведение в ультразвуковом поле являются 1) повышение температуры твердого тела при диссипации энергии ультразвуковых колебаний и 2) действие переменных напряжений, создаваемых ультразвуком. Выполнено экспериментальное исследование и компьютерное моделирование действия этих факторов на никелид титана и установлено, что повышение температуры деформируемого сплава ИМ приводит к резкому и немонотонному изменению предела текучести, в результате чего деформирующее напряжение может либо падать, либо возрастать в зависимости от структурного состояния материала. Это и объясняет наблюдаемый в известных экспериментах акустопластический эффект разных знаков.

Осциллирующие напряжения стимулируют движение границ раздела (межфазных и межмартенситных) в результате их отрыва от стопоров и уменьшения эффективной силы трения. Поэтому наложение переменных напряжений на квазистатическую нагрузку при активном деформировании никелида титана всегда приводит к снижению деформирующих напряжений, независимо от фазового состояния сплава. При действии переменных нагрузок в процессе реализации эффектов пластичности превращения и памяти формы в сплаве ТТ№ наблюдается изменение деформации материала, направление которой совпадает с направлением общего изменения деформации под действующей статической нагрузкой. Величина скачка деформации возрастает с увеличением амплитуды переменных напряжений и максимальна, если температура воздействия соответствует середине интервала превращения. Изменение деформации под действием переменных напряжений происходит вследствие фазового превращения. Сопоставление полученных результатов с известными экспериментами с ультразвуком показывает их хорошее совпадение на качественном уровне.

На основе экспериментальных исследований и теоретического анализа разработаны представления о способности сплавов с эффектом памяти формы к преобразованию энергии в термомеханическом цикле. Установлено, что в рабочем цикле с программированным изменением напряжений максимальная работа, л превышающая 10 МДж/м за цикл, производится при охлаждении под напряжением 50 МПа и нагревании под напряжением 200 МПа. Показано, что энергопроизводительность зависит от средней температуры в цикле и интервала температур термоциклирования, а оптимальный температурный режим определяется действующими напряжениями. В рабочем цикле с заданной траекторией перемещения рабочего тела определены оптимальные деформационные характеристики - амплитуда деформации Ау = 3,4 % и средняя деформация уср = 14 %. Сделана оценка КПД преобразования энергии в исследованных рабочих циклах и показано, что он не превышает 3%. Для достижения лучшего КПД оптимальный перепад температур в цикле должен составлять 80 К. Предложена реализация цикла Карно для сплава Тл№ и получены аналитические выражения для работы и КПД такого цикла.

1. Аванесян P.P. Влияние излучения на электросопротивление металлов и сплавов. / P.P. Аванесян /Обзоры по электронной технике. Серия 6 «Материалы». М.: ЦНИИ «Электроника», 1975. - 56 с.

2. Агранович В.М. Проблемы моделирования радиационных повреждений в кристаллах / В.М. Агранович, В.В. Кирсанов // Успехи физ. наук, 1976.-Т. 118.-Вып. 1,-С. 3-51.

3. Андронов И.Н. Влияние температурно-силовых режимов на работоспособность сплавов с памятью формы / И.Н. Андронов, С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин и др. // Вестник ЛГУ. 1985. - № 1. - С. 54-58.

4. Андронов И.Н. Энергоспособность сплавов Cu-Mn в условиях реализации циклической памяти формы/ И.Н. Андронов, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев //Проблемы прочности. 1983. - №11. - С. 23-26.

5. Артемьев В.В. Ультразвук и обработка материалов / В.В. Артемьев, В.В. Клубович, В.В. Рубаник. Минск.: Экоперспектива, 2003 - 335 с.

6. Балалаев Ю.Ф. Об ультразвуковом нагреве металлов / Ю.Ф. Балалаев, B.C. Постников //Физика и химия обработки материалов.- 1968.-№2,-С. 117-119.

7. Батурин A.A. Исследование отжига радиационных дефектов в TiNi методом аннигиляции позитронов / А.А.Батурин, А.И. Лотков // Изв. Вузов. Физика. 1983.-№ 11.-С. 115-117.

8. Беляев С.П. Способность композиции 50Ti-47Ni-3Cu превращать тепловую энергию в механическую работу при циклическом изменениитемпературы / С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев // Проблемы прочности. 1984. - № 6. - С. 77-80.

9. Беляев С.П. Обратимая память формы и ее использование в тепловых двигателях / С.П. Беляев, В.А. Лихачев, Ю.И. Патрикеев и др.; "Вестник ЛГУ", серия "мат., мех., астр." Л., 1984. - 21 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.12.1984г, № 7870-84.

10. Беляев С.П. Исследование работоспособности роторного мартенситного двигателя / С.П. Беляев, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачеви др.; -Л., 1985.-31 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.04.1985г., N2427-85.

11. Беляев С.П. Циклическая память формы и работоспособность никелида титана / С.П. Беляев, Ю.В. Войтенко, С.Л. Кузьмин и др. // Проблемы прочности. 1989. - N 6. - С. 40-44.

12. Беляев С.П. Преобразование энергии в цикле Карно при мартенситном превращении / С.П. Беляев, В.А. Ермолаев, В.А. Лихачев и др. // Изв. вузов. Физика. 1989. - № 2. - С. 91-94.

13. Беляев С.П. Эффекты памяти формы в никелиде титана в условиях действия всестороннего давления / С.П. Беляев, С.А. Егоров, В.А.Лихачев и др. // Журнал технической физики. 1996. - Т.66. - Вып.11. - С.36-46.

14. Беляев С.П. Влияние нейтронного облучения на мартенситные превращения и эффект памяти формы в сплаве TiNi / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Физика твердого тела. 1998. - Т. 40, - № 9. - С.1705-1709.

15. Беляев С.П. Кинетика радиационных повреждений и мартенситные превращения в сплаве Т1№ в процессе облучения нейтронами / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др.// Физика твердого тела. 2001. - Т. 43. - Вып. 11. - С.2070-2075.

16. Беляев С.П. Мартенситное превращение в монокристалле сплава медь-алюминий-никель после кратковременного нейтронного облучения / С.П. Беляев, А.Е. Волков, Р.Ф. Коноплева и др. // Физика твердого тела. -2003. Т. 45. - Вып. 2. - С. 321-326.

17. Беляев С.П. Эффект памяти формы в сплаве TiNi, стимулированный нейтронным облучением / С.П. Беляев, Р.Ф. Коноплева, И.В. Назаркин и др. // Физика твердого тела. 2007. - Т. 49. - Вып. 10. - С. 1876-1878.

18. Беляев С.П. Исследования сплавов с памятью формы в низкотемпературной гелиевой петле реактора ВВР-М / С.П. Беляев // Реактору ВВР-М 50 лет: Сборник воспоминаний и научных статей/ Гатчина, Ленинградской обл.: Изд-во ПИЯФ РАН. 2009. - С.223-233.

19. Бородай И.А. Некоторые особенности деформационного поведения сплавов с эффектом памяти формы на основе никелида титана / И.А.Бородай, Л.С.Кошеленко, В.А.Козлов и др. // Тез. докл. Всесоюзной конф. по мартенситным превр. в тв. т.- Киев, 1991- С. 258.

20. Бубновская О.В. Влияние неоднородных полей напряжения на эволюцию дислокационных петель в ультразвуковом поле / О.В. Бубновская, Д.Л. Леготин, H.A. Тяпунина // Вестник Моск. ун-та. Сер.З. Физика. Астрономия. -1996. N2. - 61-65.

21. Бычков В. А. Влияние нейтронного облучения на фазовые превращения в железоникелевых сплавах / В.А. Бычков, П.Л. Грузин, Ю.В. Петрикин // Радиационные дефекты в металлах. Наука. Алма-Ата. 1981. - С.214-217.

22. Валиев Э.З. Дальний атомный порядок и мартенситные превращения в никелиде титана / Э.З. Валиев, В.И. Зельдович, А.Е. Теплых и др. // Физика мет. и металловед. 2002. - Т. 93. - № 5. - С. 75-79.

23. Винтайкин Е.З. Мартенситные превращения / Е.З. Винтайкин // в кн.: Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ, - 1983.-Т. 17.-С. 3-63.

24. Владимирова Г.В. Неизотермическая ползучесть металлов / Г.В. Владимирова, В.А. Лихачев, М.М. Мышляев. (Препринт/АН СССР, Физ.-техн. ин-т; № 345). Л., 1972. - 67 с.

25. Владимирова Г.В. Теория неизотермической ползучести металлов / Владимирова, В.А. Лихачев, М.М. Мышляев. (Препринт/АН СССР, Физ.-техн. ин-т; № 346). Л., 1972. -34 с.

26. Волков А.Е. Микроструктурное моделирование деформационных процессов в сплавах с памятью формы: дис. .док. физ.-мат. наук/ А.Е. Волков; СПбГУ. СПб, 2003. - 196 с.

27. Волков А.Е. Термомеханическая макромодель сплавов с эффектом памяти формы / А.Е. Волков, В.Ю. Сахаров // Известия РАН. Серия физическая. 2003. - Т. 67. -№ 6. - С. 845-851.

28. Гюнтер В.Э. Сплавы с памятью формы в медицине / В.Э. Гюнтер, В.В. Котенко, М.З. Миргазизов и др. Томск: ТГУ, 1986. - 208с.

29. Гранаткин Ю.А. Работоспособность сплава ВТН-1 при формовосстановлении / Ю.А. Гранаткин, И.Б. Калачев, Г.Н. Мехед // Изв. АН СССР, Металлы. 1981. -№ 6. - С. 135-140.

30. Гришков В.Н. Фазовый состав и структура сплавов на основе никелида титана под действием гидростатического давления / В.Н. Гришков, В.П. Лапшин, А.И. Лотков // Физика металлов и металловед. -2001. -Т.92. -№1. С. 83-89.

31. Гундырев В.М. Изменение объема при мартенситных превращениях в никелиде титана / В.М. Гундырев, В.И. Зельдович // Физика металлов и металловед. 2001. - Т. 91. - № 1. - С. 43 - 46.

32. Гюнтер В.Э. Эффекты памяти формы и их применение в медицине / В.Э. Гюнтер, В.И. Итин, Л.А. Монасевич и др. Новосибирск: Наука. 1992.-742с.

33. Гюнтер В.Э. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы / В.Э. Гюнтер, Г.Ц. Дамбаев, П.Г. Сысолятин и др. Томск: ТГУ, 1998.-487с.

34. Дамаск А. Точечные дефекты в металлах / А. Дамаск, Дж. Дине. -М.: Мир, 1966. -291 с.

35. Дворяшин A.M. Электронно-микроскопическое исследование никелида титана, облученного в реакторе БР-10 / A.M. Дворяшин, В.Д. Дмитриев, С.И. Пороло, А.Г. Портяной // Металлы. 1993. - № 3. - С. 8892.

36. Дегтярев В.Т. Моделирование процессов прохождения скользящих дислокаций через хаотические ансамбли колеблющихся дислокаций: автореферат дис. канд. физ.-мат. наук. М .: МГУ, 1990. - 16 с.

37. Дине Дж. Радиационные эффекты в твердых телах / Дж. Дине, Дж. Винйард М.: Изд-во иностр. Литературы, 1960. - 243 с.

38. Дубинин С.Ф. Влияние атомного порядка на температуры мартенситных превращений сплава Т149№51 / С.Ф. Дубинин, С.Г. Теплоухов, В.Д. Пархоменко // Физика мет. и металловед. 1994. - Т. 78. - Вып. 2. - С. 84-90.

39. Дубинин С.Ф. Структурное состояние никелида титана, облученного быстрыми нейтронами / С.Ф. Дубинин, С.Г. Теплоухов, В.Д. Пархоменко // Физика мет. и металловед. 1996. - Т. 82. -Вып.З. - С. 136-141.

40. Дубинин С.Ф. Отрицательный температурный коэффициент электросопротивления и структура радиационномодифицированного никелида титана / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко, С.Г. Теплоухов и др. // Физика мет. и металловед. 1997. - Т. 83. -№ 6. - С. 125-131.

41. Дубинин С.Ф. Аморфизация твердых тел быстрыми нейтронами / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко, С.Г. Теплоухов и др. // Физика тв. тела. -1998. Т. 40. - № 9. - С. 1584-1588.

42. Дубинин С.Ф. Радиационные повреждения никелида титана, облученного быстрыми нейтронами при 80 К / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко, С.Г. Теплоухов // Физика мет. и металловед. 1998. - Т. 85. -№ 3. - С. 119-124.

43. Дубинин С.Ф. Влияние особенностей реальной структуры на аморфизацию никелида титана быстрыми нейтронами / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко, С.Г. Теплоухов // Физика мет. и металловед. 1999. - Т. 88,-№2.-С. 111-112.

44. Дубинин С.Ф. Старение, упругие искажения и мартенситные превращения сплава Т149№51 после у, п°-облучения / С.Ф. Дубинин, С.Г. Теплоухов, В.Д. Пархоменко // Физика мет. и металловед. 1999. - Т. 87. -№. 1.-С. 75-80.

45. Дубинин С.Ф. Каскады атомных столкновений в атомно-упорядоченных сплавах и соединениях / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко // Физика мет. и металловед. 2000. - Т. 90. - № 2. - С.83-94.

46. Дубинин С.Ф. Дифракционные исследования структуры сплавов никелида титана, аморфизованных закалкой и быстрыми нейтронами / С.Ф. Дубинин, В.Д. Пархоменко, В.Г. Пушин и др. // Физика мет. и металловед. 2000. - Т.89, - №. 1. - С. 70-74.

47. Егоров С.А. Влияние всестороннего давления на механическое поведение материалов с мартенситными превращениями первого рода: автореф. дис. .канд.физ.-мат. наук. СПб, 1997. -18 с.

48. Егоров С.А. Влияние изменения всестороннего давления на деформирование меди / С.А. Егоров, С.П. Беляев, И.Н. Лобачев // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. -1998. Т.З. - Вып.З. - С.275-276.

49. Егоров С.А. Влияние всестороннего давления на формоизменение никелида титана при нагревании под сдвиговой нагрузкой. / С.А. Егоров, С.П. Беляев, И.Н. Лобачев // Журнал технической физики. -2000. Т.70. -Вып.4. - С.29-32.

50. Егоров С.А. Влияние гидростатического давления на механическое поведение сплавов Ti-Ni и CuAINi / С.А. Егоров, С.П. Беляев, А.Е. Волков и др. // Физика металлов и металловед. 2003. - Т. 96. - N 2. - С. 123-128.

51. Ермолаев В.А. Диссипативные свойства и структура системы Ti-Ni-Cu / В.А. Ермолаев, H.H. Захарова, В.А. Лихачев,// Металлофизика. -1982. Т. 4. - № 6. - С. 68-74.

52. Журавлев В.Н. Сплавы с термомеханической памятью и их применение в медицине / В.Н. Журавлев, В.Г. Пушин. -Екатеринбург: УрО РАН, 2000.-151с.

53. Закревский И.А. Бароупругое мартенситное превращение в сплаве Fe Ni - Со - Ti / И.А. Закревский, В.В. Кокорин, В.А. Черненко // Доклады академии наук СССР. - 1989. - Т. 34. - №2. - С. 352-354.

54. Захарова H.H., Исследование реактивных напряжений в композиции титан-никель-медь / H.H. Захарова, С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев и др. // Проблемы прочности. 1983. - № 3. - С. 84-88.

55. Зельдович В.И. Мартенситные превращения, вызванные действием высоких статических и динамических давлений / В.И. Зельдович, И.В. Хомская, Е.Ф. Грязнов и др. // Физика металлов и металловед. 1988. - Т. 67,-№9.-С. 151-158.

56. Ибрагимов Ш.Ш. Влияние облучения на кинетику фазового перехода в порошках металлического кобальта / Ш.Ш. Ибрагимов, С.П. Пивоваров, О.В. Стахов и др. // Радиационные дефекты в металлах. -Алма-Ата: Наука, 1981. С.253-256.

57. Ионайтис P.P. Применение сплавов с памятью формы в ядерной энергетике / P.P. Ионайтис, В.В. Котов // Атомная энергия. 1995. - Т. 79. -Вып. 4.-С. 304-306.

58. Ионайтис P.P. Патентное исследование применения сплавов с памятью формы (СПФ) в ядерной технике / P.P. Ионайтис, М.А. Туктаров // Атомная техника за рубежом. 1997. - № 2. - С. 3-5.

59. Ионайтис P.P. Возможности и особенности использования сплавов с памятью формы в ядерной технике /P.P. Ионайтис // Атомная энергия. -1997. Т. 82. - Вып. 5. - С. 392-396.

60. Кинасошвили P.C. Сопротивление материалов / P.C. Кинасошвили. -М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1955. 384 с.

61. Кириллов С.А. Влияние ультразвуковых колебаний на пластические свойства материалов с памятью формы / С.А.Кириллов, В.В.Клубович,

62. A.В.Козлов и др. // Материалы с эффектом памяти формы: Сб. докл. 1-го Рос.-Амер. семинара. 13-17 нояб. 1995 г. г. СПб., СПб., 1995. - Ч. 1. - С. 81-84.

63. Клубович В.В. Волочение и электротермическая обработка проволоки из никелида титана / В.В.Клубович, В.В.Рубаник, Ю.В.Царенко,

64. B.В.Рубаник (мл.) // Материалы. Технологии. Инструменты. 2000. - Т. 5. - № 4. - С. 80-83.

65. Коваль Ю.Н. Сплавы с эффектом памяти формы — мощный класс функциональных материалов / Ю.Н. Коваль // Наука и инновации. 2005. -Т. 1. -№ 2. - С. 80-95.

66. Кокорин В.В. Фазовые превращения в металлах под давлением / В.В. Кокорин // Структура реальных металлов: Сб. научн. тр. Киев: Наук. Думка, 1988.-С. 188-204.

67. Кокорин В.В. Мартенситные ßl<-»ßl', ßl <-»yl' превращения в сплавах Си AI - Ni под давлением / В.В. Кокорин, В.А. Мартынов, В.А. Черненко // Доклады академии наук СССР. - 1990. - Т. 311. - №6. -С. 1366-1367.

68. Коломыцев В.И. Особенности проводимости никелида титана в области фазовых переходов под давлением / В.И. Коломыцев, В.В. Невдача // Металлофизика. 1987. -Т 9. - № 5. - С. 132-133.

69. Конобеевский С.Т. Действие облучения на материалы / С.Т. Конобеевский. -М.: Атомиздат, 1967. -401 с.

70. Корнилов И. И. Никелид титана и другие сплавы с эффектом «памяти» / И. И.Корнилов, O.K. Белоусов, Е.В. Качур. М.: Наука. 1977. -180 с.

71. Кривоглаз М.А. Теория упорядочивающихся сплавов / М.А. Кривоглаз, А.А.Смирнов. -М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры., 1958. 388 с.

72. Кузьмин C.JI. Функционально-механические свойства материалов с эффектом памяти формы. Дис. .док. физ.-мат. наук/ C.JI. Кузьмин;. -СПб, 1992.-309 с.

73. Кульган И.Н. Поведение дислокационных петель в ультразвуковом поле / И.Н. Кульган, H.A. Тяпунина // ЖТФ. 1994. - Т.64. - N2. - С. 105113.

74. Лихачев В.А Эффект памяти формы / В.А. Лихачев, С.Л. Кузьмин, З.П. Каменцева. Ленинград: Издательство ЛГУ, 1987. -216 с.

75. Лихачев В.А. Баромеханический эффект пластичности превращения и баромеханический эффект памяти формы / В.А. Лихачев, В.Г. Малинин,

76. С.Я. Овчаренко // Механика прочности материалов с новыми функциональными свойствами: XXIV Всесоюзный семинар "Актуальные проблемы прочности" 17-21 декабря, 1990 г., г. Рубежное. -Рубежное, 1990. С.183-188.

77. Лихачев В.А. Структурно-аналитическая теория прочности / В.А. Лихачев, В.Г. Малинин. СПб.: Наука, 1993. - С.387-388.

78. Логинов Б.М. Моделирование скольжения дислокаций через дислокационный лес колеблющихся дислокаций в кристаллах с ГПУ структурой / Б.М. Логинов, В.Т. Дегтярев, H.A. Тяпунина // Кристаллография. -1987. Т.32. - Вып.4. - 967-971.

79. Лосев А. Ю. Исследование акустопластического эффекта и факторов, его вызывающих, методом ЭВМ моделирования: Дис. канд. физ.-мат. наук. / Лосев А. Ю.; МГУ Калуга, 2005. - 101 с.

80. Лотков А.И. Структурные и фазовые превращения в сплавах на основе никелида титана: дис. . доктора техн. наук / А.И. Лотков; Том. гос. ун-т. Томск, 1991.-411 с.

81. Лотков А.И. Позитронная спектроскопия В2-соединений титана: электронная структура, точечные дефекты и мартенситные превращения / А.И. Лотков, A.A. Батурин Томск: Изд-во НТЛ, 2004. - 232 с.

82. Лушанкин И.А. Влияние давления на термоупругое превращение в сплаве Cu-Al-Ni / И.А. Лушанкин, В.В. Мартынов, Л.Г. Хандрос и др. // Металлофизика. 1984. - Т.6. - № 4. - С. 93-94.

83. Малыгин Г.А. Акустопластический эффект и механизм суперпозиции напряжений / Г.А. Малыгин // ФТТ. 2000. - Т. 42. - Вып. 1. - С.69-75.

84. Малыгин Г.А. Теория амплитудно-зависимого внутреннего трения и акустопластического эффекта в сплавах с памятью формы / Г.А. Малыгин // Физика тв. тела.- 2000.- Т. 42. Вып. 3.- С.482.

85. Мартенситные превращения в металлах и сплавах: Доклады международной конференции « ICOMAT-77» 16-20 мая 1977г., г. Киев, -Киев: Наук, думка, 1979. 220 с.

86. Материалы с эффектом памяти формы. Справочное издание в 4-х т. / Под ред. В.А.Лихачева. СПб.: НИИХ СПбГУ. 1997-1998.

87. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / под ред. Лихачева В. А. -Т 3 СПб: НИИХ СПбГУ, 1998. -474с.

88. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / под ред. Лихачева В. А. -Т 4 СПб: НИИХ СПбГУ, 1998. - 269 с.

89. Миронов Ю.П. Исследование мартенситного превращения в NiTi методом рентгенодифракционного кино / Ю.П. Миронов, С.Н. Кульков // Известия вузов. Физика. -1994. №8. - С. 49-54.

90. Митенков Ф.М. Перспективы использования сплавов с эффектом памяти формы в атомной технике / Ф.М. Митенков, О.Б. Самойлов, И.М. Щукин // Тяжелое машиностроение. 1991. - № 7. - С. 16-19.

91. Михайлов И.Г. Влияние радиационных дефектов на структурный фазовый переход в монокристаллах V3SÍ / И.Г. Михайлов, В.М. Пан, A.B. Скрипов и др. // Радиационные дефекты в металлах. -Алма-Ата: Наука, 1981. С.224-236.

92. Мосеев Н.В. Расчет высокоэнергетичных каскадов смещений в ß-NiTi / H.B. Мосеев // Физика мет. и металловед. 1998. - Т.86, - Вып. 4. -С. 76-79.

93. Мордюк Н.С. Влияние ультразвуковых колебаний на физические свойства металлов и сплавов / Н.С. Мордюк // Металлофизика. 1970. - № 31.-С. 83-90.

94. Мордюк Н.С. Особенности влияния ультразвука на механические и структурные характеристики металлов / Н.С. Мордюк, П.Н. Окраинец-Киев, 1977.-31 е.- (ПРЕПРИНТ / ИМФ АН Украины; 77.2).

95. Нике л ид титана. Медицинский материал нового поколения / В.Э Гюнтер, В.Н. Ходоренко, Ю.Ф. Ясенчук и др. -Томск: Изд-во МИЦ, 2006. -296с.

96. Овчинников В.В. Радиационнодинамические эффекты. Возможности формирования уникальных структурных состояний и свойств конденсированных сред /В.В. Овчинников // Успехи физ. наук. 2008. -Т. 178. -№ 9. - С. 991-1001.

97. Пушин В.Г. Предпереходные явления и мартенситные превращение /

98. B.Г. Пушин, В.В. Кондратье, В.Н. Хачин Екатеринбург: Уро РАН, 1988. -368 с.

99. Применение материалов с эффекиом памяти формы в науке, технике и медицине: справочно-библиографическое издание / Автор-составитель С.А. Муслов. М.: Издательский дом «Фолиум», 2007. - 328 с.

100. Павлов И.М. Критерии оценки работоспособности материалов с эффектом «памяти» формы / И.М. Павлов, И.Б. Калачев, Ю.А. Гранаткин и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1979. -№ 2. - С. 125-129.

101. Рубаник В.В. Инициирование эффекта памяти формы в никелиде титана с помощью ультразвука / В.В. Рубаник // XXIX науч.-техн. и науч.-метод. конф. препод, и студ. ВГТУ: Тез. докл. Витебск, 1996. - С. 17.

102. Рубаник В.В. Влияние ультразвука на деформационное поведение никелида титана / В.В.Рубаник, С.П.Беляев, А.Е.Волков и др. // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. естеств. и техн. науки. 1998. - Т. 3. - Вып.З. - С. 265266.

103. Рубаник В.В. мл. Инициирование термоупругих мартенситных превращений в ТлМ-сплаве с помощью ультразвуковых колебаний /В.В. Рубаник мл. // Весщ Нац. акад. навук Беларусь Сер. ф1з.-тэхн. навук. -2000.-№ 1.-С. 23-25.

104. Разов А.И. Механика материалов с фазовыми превращениями: автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук./ А.И. Разов. Л., 1984. -17 с.

105. Сапожников К.В. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс псевдоупругого деформирования монокристаллов Си-А1-№ / К.В.Сапожников, С.Б.Кустов, В.В.Ветров, С.А.Пульнев // Изв. РАН. Сер. Физ.- 1997.- Т. 61, № 2,- С. 249-256.

106. Сапожников К.В. Исследование акустопластического эффекта в монокристаллах на ультразвуковых частотах: Дис. .канд. физ.-мат. наук/ К.В. Сапожников ; Физ.-Тех. Ин-т. СПб., 1998.- 236 с.

107. Сапожников К.В. Акустопластический эффект и внутреннее трение при деформировании мартенситных монокристаллов Си-А1-№ / К.В. Сапожников, С.Б. Кустов // Вестник Тамбовского ун-та. Сер.: Естественные и технические науки 1998 - Т. 3. - № 3. - С. 298-299.

108. Сплавы с эффектом памяти формы. Под ред. Глезера A.M. / Пер. с япон. М.: Металлургия, 1980. 222 с

109. Сплавы никелида титана с памятью формы. Часть 1. Структура, фазовые превращения и свойства. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 438 с.

110. Сплавы с эффектом памяти формы /под ред. Фунакубо X.: Пер. с японск. М. Металлургия, 1990. - 224 с.

111. Тихонов A.C. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении / A.C. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова М.: Машиностроение, 1981. - 80 с.

112. Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах / М. Томпсон. -М.: Мир, 1971. -367 с.

113. Тяпунина H.A. Особенности пластической деформации под действием ультразвука / H.A. Тяпунина, В.В. Благовещенский, Г.М. Зиненкова и др.// Известия вузов. Сер. Физика. 1982. - Т. 7. - N6. -С.118-122.

114. Тяпунина H.A. Действие ультразвука на кристаллы с дефектами / H.A. Тяпунина, Е.К. Найми, Г.М. Зиненкова М.: Изд-во МГУ, 1999. - 238

115. Хандрос JI.Г. Мартенситное превращение, эффект памяти формы и сверхупругость / Л.Г. Хандрос, И.А. Арбузова // в кн.: Металлы, электроны, решетка. Киев: Наук, думка, 1975. - С. 109-142.

116. Хачин В.Н. Никелид титана. Структура и свойства / В.Н. Хачин, В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев М.: Наука, 1992. - 160 с.

117. Хачин В.Н. Неупругая деформация никелида титана, претерпевающего термоупругое мартенситное превращение/ В.Н. Хачин, В.Э. Гюнтер, Л.А. Соловьев // Физика металлов и металловед. 1975. -Т. 39. -№3. - С. 605-610.

118. Черненко В.А. Мартенситные превращения в сплавах на основе TiNi при высоких гидростатических давлениях / В.А. Черненко, О.М. Бабий, В.В. Кокорин и др. // Физика металлов и металловед. -1996. Т. 81. - Вып. 5.-С. 128-134.

119. Эвери Г. Основы кинетики и механизмы химических реакций / Г. Эвери М.: Мир, 1978. - 214 с.

120. Эммануэль Н.М. Курс химической кинетики / Н.М. Эммануэль, Д.Г. Кнорре М.: Высшая школа, 1984. - 463 с.

121. Эффект памяти формы в сплавах. Под ред. Займовского В.А. /Пер. с англ. М.: Металлургия. 1979. -472 с.

122. Эстрин Э.И. Фазовые превращения при высоком давлении / Э.И. Эстрин // Металловедение и термическая обработка (Итоги науки и техники). -М.: ВИНИТИ АН СССР. 1971. - С. 5-53.

123. Aronin L.R. Radiation damage effects on order-disorder in Nickel-Manganese alloys / L.R. Aronin // J. of Appl. Phys. 1954. - V. 25. - № 3. - P. 344-349.

124. Belyaev S.P. Neutron irradiation effect on martensitic transformations and shape memory effects in TiNi alloy / S.P. Belyaev, A.E. Volkov, R.F. Konopleva et al. // PNPI Research Report 1996-1997. Gatchina, 1998. -P.266-267.

125. Blaha, F. Dehnung von Zink-Kristallen unter Ultraschalleinwirkung / F.Blaha, B. Langenecker, // Die Naturwissenschaften. 1955. - V. 42. - N 20. -P. 556.

126. Blaha F. Plastizitatsuntersuchungen von Metallkristallen in Ultraschallfeld / F. Blaha, B. Langenecker // Acta Met. 1959. - Vol. 7. - N2. - P. 93-100.

127. Blaha F. Zum plastischen Verhalten von Metallen unter Schalleiwirkung / F. Blaha, B. Langenecker, D. Oelschlagel // Zs. Metallkunde. 1960. - Vol. 51. -№ 11.-P. 636.

128. Blacha F. Plastizitats Intersuchungen von Metal Iristallen in Ultrashalfeld / F. Blacha, B. Langenecker // Acta Met. 1960. - Bd. 5. - S. 425-449.

129. Brown L.M. Radiation-induced coherency loss in a Cu-Co alloy / L.M. Brown, G.R. Woolhouse, U. Valdre // Phil. Mag. 1968. - V. 17. - № 148. - P. 781-789.

130. Buehler W.J. Effects of low-temperature phase changes on the mechanical properties of alloys near composition TiNi / W.J. Buehler, J.W. Gilfrich, R.C. Wiley // Journal of Applied Physics. 1963. -V. 34. -P. 475.

131. Cheng J. Proton-irradiation-induced crystalline to amorphous transition in a NiTi alloy / J. Cheng, A. J. Adell // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1990. - V. B44. - № 3. - P. 116-343.

132. Giurgiutiu V. The use of smart materials technologies in radiationenvironment and nuclear industry / V. Giurgiutiu, A. Zagrai // SPIE'sth

133. International Symposium on Smart Structures and Materials 5-9 March 2000., Newport Beach, CA-Newport Beach: 2000. P. 3985-103.

134. Chernenko V.A. High pressure effects on the martensitic transformations / V.A. Chernenko // J. de Phys. IV. Col.C2. Suppl. au J. De Phys. III. 1995. - № 5.-P. 77-82.

135. Golestaneh A.A. Comments on the thermal efficiency of an ideal shape-recovery cycle / A.A. Golestaneh // Scripta Met. 1980. - V. 14. - № 8. P. 845848.

136. Horak J.A. Fast neutron irradiation induced resistivity in metals / J.A. Horak, T.H. Blewitt // Phys. Stat. Solidi A. 1972. - V.9. - P.721-730.

137. Hoshiya T. Restoration effects on the transformation behaviour of neutron irradiated Ti-Ni shape memory alloys / T. Hoshiya, F. Takada, Y. Ichihashi // Materials Science Forum. 1990. - Vol. 56-58. - P. 577-582.

138. Hoshiya T. Restoration phenomena of neutron-irradiated Ti-Ni shape memory alloys / T. Hoshiya, F. Takada, Y. Ichihashi et al. // Mat. Sci. and Eng. A. 1990,-V. 130. -№ 2. - P. 185-191.

139. Hoshiya T. Fast neutron irradiation of Ti-Ni shape memory alloys / T. Hoshiya, S. Shimakawa, Y. Ichihashi et al. // J. Nuclear Materials. 1991. -V. 179-181.-P.1119-1122.

140. Hoshiya T. Effect of neutron irradiation on the transformation and mechanical properties in Ti-Ni shape memory alloys / T. Hoshiya, S. Den, H. Ito et al. // J. Japan Inst. Metals. 1991. - V. 55. - № 10. - P. 1054-1062.

141. Hoshiya T. Restoration phenomena of Ti-Ni shape memory alloys in a neutron irradiation environment / T. Hoshiya, S. Shimakawa, Y. Ichihashi h ap. // J. Nuclear Materials. 1992. - V. 191-194. - Part 2. - P. 1070-1074.

142. Hoshiya T. Restoration phenomena and deformation behavior of neutron-irradiated Ti-Ni shape memory alloys / T. Hoshiya, M. Ohmi, I. Goto et al. // Proceeding of the International Conference on Martensitic Transformations

143. OMAT'1992). 20 24 July 1992, Monterey, California, USA.: 1993. - P. 953-958.

144. Hoshiya T. Effect of neutron irradiation on deformation behavior in TiPd-Cr high temperature shape memory alloys / T. Hoshiya, I. Goto, M. Omi et al. // Trans. Mat. Res. Soc. Jpn. V. 18B. - P. 1025-1028.

145. Huo Y. Modeling and simulation of irradiation effects on martensitic transformations in shape memory alloys / Y. Huo, X.T. Zu, A. Li et al. // Acta mater. 2004. - V. 52. - P. 2683-2690.

146. Ionaitis R.R. Possibilities and particularities of shape memory alloys used in nuclear technique / R.R. Ionaitis // SMST97: Proc. 2nd Int.Conf. Shape Memory and Superelastic Technologies. Pacific Grove, USA, 1997. P. 361368.

147. Jacobus K. Effect of stress state on the stress-induced martensitic transformation in poly-crystalline Ni-Ti alloy / K. Jacobus, H. Sehitoglu, M. Balzer // Metall, and Mater. Trans. -1996. V. 27A. - №. 10. - P.3066-3073.

148. Kakeshita T. Effect of hydrostatic pressure on martensitic transformation in Fe Ni and Fe - Ni - C alloys / T. Kakeshita, K. Shimizu, Yu. Akahama et al. // Transactions of the Japan Institute of Metals. -1987. -V. 29. - №. 2. -P. 109-115.

149. Kakeshita T. Effect of hydrostatic pressure on martensitic transformations in Cu Al - Ni shape memory alloys / T. Kakeshita, Y. Yoshimura, K. Shimizu et al. // Transactions of the Japan Institute of Metals. -1988. - V. 29. - N. 10. -P. 781-789.

150. Kakeshita Т., Invar effect on martensitic transformations under hydrostatic pressure / T. Kakeshita, K. Shimizu // Proc. Int. Conf. on Martensitic Transformations "ICOMAT-92". 20 24 July 1992, Monterey. CA USA. -Monterey, 1993. - P. 475-480.

151. Kakeshita T. Effect of magnetic field and hydrostatic pressure on martensitic transformations in some shape memory alloys / T. Kakeshita, T. Saburi, K. Shimizu // Mater. Res. Symp. Proc. 1997. -V.459. -P. 269-279.

152. Katura T. Neutron irradiation tests for shape memory alloys / T. Katura, К. Ara, H. Tamura et al. // Fapig: First Atom. Power Ing. Group. 1989. - № 121. - P.19-26.

153. Kauffman G.B. The Story of Nitinol: The Serendipitous Discovery of the Memory Metal and Its Applications / G.B. Kauffman, I. Mayo // The Chemical Educator . 1996. - V. 2. - N 2. - P. 2-21.

154. Kernohan R.H. Neutron irradiation of Cu-Al at elevated temperatures / R.H. Kernohan, M.S. Wechsler // J. Phys. Chem. Solids. 1961. - V. 18. - № 2/3.-P. 175-180.

155. Langenecker B. Crystals Plasticity in Macrosonic Fields / B. Langenecker //Bui. Am. Phys. Soc.- 1963.-№8.-P.288.

156. Matsukawa Y. Microstructure and mechanical properties of neutron irradiated TiNi shape memory alloy / Y. Matsukawa, T. Suda, S. Ohnuki et al. // J. Nuclear Materials. 1999. - V. 271-272. - P. 106-110.

157. Melton K.N. The mechanical properties of NiTi-based shape memory alloys / K.N. Melton, O. Mercier // Acta Metal. 1981. - V.29. - P. 393-398.

158. Mercier O. Theoretical and experimental efficiency of the conversion of heat into mechanical energy using shape-memory alloys / O. Mercier, K.N. Melton// J. Appl. Phys. 1981. -V. 52. -№ 2. - P. 1030-1037.

159. Mignogna R.B. Thermographic investigation of high-power ultrasonic heating in materials / R.B.Mignogna, R.E.Green, Jr., J.C.Duke, Jr. et al. // J. Ultrasonic.- 1981.-№ 7.-P. 159-163.

160. Moine P. In situ TEM of martensitic NiTi amorphization by Ni ion implantation / P. Moine, J.P. Riviere, M.O. Ruault et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1985. - V. B7/8. - Part. 1. - P.20-25.

161. Morawiec H. Effect of deformation and thermal treatment of NiTi alloy on transition sequence / H. Morawiec, D. Stroz, D. Chrobak // J. de Physique IV. Coll. C2. 1995. - V.5. - P. 205-210.

162. Nishikawa M. Quick replacement of the fusion core parts in a cassette compact toroid reactor / M. Nishikawa, E. Tachibana, K. Watanabe // Fusion Engineering and Design. 1988. -V. 5. -№ 4. - P. 401-413.

163. Nishikawa M. Application of shape memory alloy to compacting and element-quickly replaceable design in high-power density fusion reactors / M. Nishikawa, S. Toda, E. Tachibana et al. // Fusion Engineering and Design. -1989.-V . 10. -C.509-514.

164. Nishikawa M. Mechanical characteristics of the shape memory alloy driver focusing on quick replacement technology for fusion devices / M. Nishikawa, M. Kawai, T. Yokoyama et al. // J. Nuclear Materials. 1991. - V. 179-181.-P. 1115-1118.

165. Okada A. Electron irradiation effects of Ni-Ti shape memory alloys / A. Okada, T. Matsumoto, K. Hamada et al. // Book of abstract of Eight Intern. Conf. On Fusion Reactor Materials (ICFRM-8)/ 26-31 Oct. 1997, Sendai, Japan: 1997.-P. P3-C097.

166. Otsuka K. Shape memory alloys / K.Otsuka, C.M.Wayman. Cambridge University Pess, 1999. - 298 p.

167. Pope J.E. The pressure dependence of the austenite start temperature in iron-nickel base alloys / J.E. Pope, J.R. Edwards // Acta met. -1973. V. 21. -№ 3. - P. 281-288.

168. Prokoshkin S.D. Low-temperature X-ray diffraction study of martensite lattice parameters in binary Ti-Ni alloys / S.D. Prokoshkin, A.V. Korotitskiy, V.M. Gundyrev et al. // Materials Sci. and Eng. A. 2008. - V. 481-482. -P.489-493.

169. Proceeding of the NITINOL heat engine conference. Silver Spring. Md. Sept. 26-27, 1978.-261p.

170. Razov I. Application of titanium nickelide based alloys in engineering / I. Razov // The Physics of metals and metallography. 2004. - V. 97. - P.S97-S126.

171. Rubanik V.V. The ultrasounds initiation of SME / V.V. Rubanik, V.V. Klubovich, V.V. Rubanik, Jr. // J. de Phys. 2003. - V. 112. - № IV. - P. 249251.

172. Rubanik V.V. (Jr.) The influence of ultrasound on shape memory behavior / V.V. Rubanik (Jr.), V.V. Rubanik, V.V. Klubovich // Materials Science and Engineering A. 2008. -V. 481-482. - P.620-622.

173. Rubanik V.V. Modeling of Ultrasonic Initiation of Shape Memory Effect / V.V. Rubanik, V.V. Klubovich, V.V. Rubanik Jr. et al.// J. of Materials Engineering and Performance. 2010. -V. 20. -N. 4-5. - C. 731-736.

174. Schulson E.M. The ordering and disordering of solid solutions under irradiation / E.M. Schulson // J. Nucleas Materials. 1979. - V. 83. - P. 239264.

175. Siegel S. Effect of neutron bombardment on order in the alloy Cu3Au / S. Siegel // Phys. Rev. 1949. - V. 75. - № 12. - P. 1823-1824.

176. Solid State Physics. Advances in Research and Applocations./ ed. F. Seitz, D. Turnbull. NY: Academic Press inc, 1955. - V.l. - 469 p.

177. Schmid G. Plasticity of insonated metals / G. Schmid // Japan Jnst. Metals. 1968. - №9 . - P . 797.

178. Tolley A. Irradiation effects on the (3 —» 18R martensitic transformation in Cu-Zn-Al alloys / A. Tolley, M. Ahlers // J. Nuclear Materials. 1993. -V. 205.-P. 339-343.

179. Trochu F. Shape MemoryAlloys: Fundamentals, Modeling and Industrial Applications / F.Trochu, V.Brailovski, A. Galibois. Montreal: Minerals, Metals, & Materials Society, 1999. - 512 p.

180. Tong H.C. Thermodynamic considerations of "solid state engines" based on thermoelastic martensitic transformations and shape memory effect / H.C. Tong, C.M. Wayman // Met. Trans. 1975. - V. 6A. - № 1. - P. 29-32.

181. Viahhi I.E. Robototechnic constructions based on Cu-Al-Ni single crystal actuators / I.E. Viahhi, A.I. Priadko, S.A. Pulnev, V.I. Yudin // SMST97: Proc. 2nd Int.Conf. Shape Memory and Superelastic Technologies. Pacific Grove, USA: 1997.-P. 263-268.

182. Wang F.E. Crystal structure and a unique martensitic transition of TiNi / F.E. Wang, W.J. Buehler, S.J. Pickart // Journal of Applied Physics. -1965. -V. 36.-P. 3232-3239.

183. Wayman C.M. Introduction to the transformation in metals and alloys / C.M. Wayman New York: Makmilan. 1964. - 193 p.

184. Weatherly G.C. Loss of coherency of growing particles by the prismatic punching of dislocation loops / G.C. Weatherly // Phil. Mag. 1968. - V.17. -№ 148. - P. 761-799.

185. Woo O.T. Radiation-induced amorphization of a TiNi-based alloy / O.T. Woo // J. Nuclear Materials. 1984. - V. 125. - № 1. - P. 120-123.

186. Wayman C.M. Some applications of shape memory alloys / C.M. Wayman // J. Metals. 1980. - V. 32. - № 6. - P. 129-137.

187. Wollants P. Thermodynamic analysis of the work performance of a martensitic transformation under stressed conditions. Part 1: Theoretical considerations / P. Wollants, V. De Bonte, L. Delaey et al. // Z. Metallkunde. -1979.-V. 70. № 3. - P. 146-151.

188. Wollants P. Thermodynamic analysis of the work performance of a martensitic transformation under stressed conditions. Part 2: Numerical analysis / P. Wollants, V. De Bonte, L. Delaey et al. // Z. Metallkunde. 1979. - V. 70. -№ 5.-P. 298-304.

189. Wollants P. On the stress-dependence of the latent heat of transformation as related to the efficiency of a work performing cycle of a shape memoryengine/ P. Wollants, J.R. Roos, L. Delaey // Scripta Met. -1980. -Vol. 14. № 11.-P. 1217-1223.