Функциональные свойства никелида титана при термомеханических воздействиях, характерных для активных устройств тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 539.37:669.018.2

Петров Александр Анатольевич

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НИКЕЛИДА ТИТАНА ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ, ХАРАКТЕРНЫХ ДЛЯ АКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ

Специальность 01.02.04 - механика деформируемого твердого тела

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Университете

Научный руководитель - доктор технических наук,

Разов Александр Игоревич

Официальные

оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор Васин Рудольф Алексеевич

доктор физико-математических наук, профессор Фрейдин Александр Борисович

Ведущая организация - ФГУП Центральный научно-исследовательский

институт материалов, Санкт-Петербург

Защита состоится 2005 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 002.075.01 при Институте проблем машиноведения РАН по адресу: 199178 Санкт-Петербург, Большой пр., В.О., д. 61., актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в ОНТИ Института проблем машиноведения РАН.

Автореферат разослан ^'ГлЬ/ Р 200 ^Йг.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

В.В. Дубаренко

200£± 2.Т1Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время материалы с эффектом памяти формы (ЭПФ) находят применение в различных областях науки, в медицине, в технике и даже в бытовых устройствах. Их использование стремительно развивается в связи с открытием новых сплавов, значительным прогрессом в производстве полуфабрикатов, в технологиях их обработки и требует дополнительных исследований по многим направлениям.

Одним из актуальных направлений прикладного использования данных материалов являются так называемые активные устройства (устройства, совершающие механическую работу под воздействием тепла, например, приводы). Сплав с эффектом памяти формы при работе в таких устройствах подвергается различным термомеханическим воздействиям -таким, как динамическое нагружение, однократное или многократное изменение температуры через полный или неполный интервал температур обратимого мартенситного превращения. Кроме того, функционированию сплава в каждом конкретном устройстве могут сопутствовать специфические термомеханические воздействия. В связи с вышесказанным исследование свойств и механического поведения никелида титана при всех такого рода воздействиях является актуальным.

В немногочисленных работах показано, что предварительное высокоскоростное деформирование рабочих элементов может в некоторых пределах изменить их функциональные свойства В связи с этим, большое значение приобретает исследование этих материалов в динамических режимах, когда деформирование происходит за доли секунды со скоростями порядка 102- 103 с"1.

Другой тип термомеханических воздействий, характерный для функционирования сплава в качестве рабочего тела активного элемента,

связан с циклическим изменением температуры.-Это обусловлено тем, что

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I

БИБЛИОТЕКА

СПмифрг А/ , о» $

IмммшмммЧМ»

сплаь с ЭПФ может быть использован в качестве рабочего тела активного элемента однократно или многократно. Создание таких элементов требует изучения свойств материала при многократном изменении температуры. При этом изменение температуры может проходить как через весь интервал ¡емперагур обратимого мартенситного превращения, так и тхватывать лишь его часть Поэтому, исследования отклика материала на такого рода тепловое воздействие также представляют значительный интерес.

Цель работ ы состояла в исследовании функциональных свойств никелида титана яри термомеханических воздействиях, характерных для активных устройсгв.

В соответствии с поставленной целью, в задачи работы входило:

1. Исследование влияния скорости деформирования на функционально-механические свойства "П1чП.

2. Исследование термоциклической стойкости сплава при термоциклировании под постоянной нагрузкой.

3. Исследование влияния предварительных незавершенных маргенситных превращений на функциональные свойства Т7№.

4. Исследование функциональных свойств никелида титана при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух конкретных устройствах.

Научная новизна Установлены новые закономерности влияния скорости нагружения на функционально-механические свойства никелида титана.

Экспериментально установлены новые особенности термоциклического поведения никелида титана при постоянных нагрузках

Впервые исследовано влияние незавершенных мартенситньтх превращений на последующее деформационное поведение сплава при реализации обратимой памяти формы. Установлено, что незавершенное

обратное превращение инициирует температурную задержку деформирования в последующем цикле. Показано, что при прерывании прямой мартенситной реакции такой эффект не наблюдается.

Применительно к двум устройствам расчековки экспериментально определены зависимости деформации, возвращаемой проволочным образцом из никелида титана, от противодействующих напряжений, определены усилия, генерируемые сплавом в коническом силовом элементе. Предложены методы оценки функционально-механических параметров этих активных элементов.

Обоснованность научных положений, выводов_и достоверность

результатов обеспечены многократным предварительным тестированием экспериментальных методик и установок, использованием современных средств измерений, соответствием полученных данных всей совокупности знаний о физических свойствах и механическом поведении изученных материалов и соответствием тестовых результатов опытов некоторым имеющимся данным других исследователей.

Научная и практическая значимость. Полученные результаты, дают возможность улучшать функционально-механические свойства никелида титана за счет высокоскоростного ударного нагружения в мартенситном состоянии, определять ресурс сплава при циклическом изменении температуры в режиме предельных нагрузок, прогнозировать поведение сплава в нештатных ситуациях; предсказывать поведение сплава ~П№ в термомеханических режимах, соответствующих конкретным активным устройствам.

Положения, выносимые на защиту.

1. Особенности влияния предварительного высокоскоростного ударного нагружения на функционально-механические свойства сплавов "ТТ№.

2. Зависимости механического поведения никетада гитана при циклическом изменении температуры под постоянными нагрузками.

3. Условия появления температурно-деформационных аномалий поведения никелида титана при реализации обратимой памяти формы после незавершенных мартенситных превращений.

4. Особенности функционально-механических свойств никелида титана в конических и проволочных активных элементах при термомеханических воздействиях, характерных для двух устройств расчековки.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XXXV семинаре "Актуальные проблемы прочности" в г. Пскове (сентябрь 1999 г.), международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов" в Москве (апрель 2001г.), всероссийской конференции «Дефекты структуры и прочность кристаллов» в г. Черноголовка (июнь 2002 г.), первой конференции молодых ученых научной школы академика В.В. Новожилова «Нелинейные проблемы механики и физики деформируемого твердого тела» в Санкт-Петербурге (2002 г.), ХЬ международном семинаре «Актуальные проблемы прочности» в г. Великий Новгород (сент. - окт. 2002 г.), УТ Европейском симпозиуме по мартенситным превращениям и памяти формы (Е50МАТ-2003) в Великобритании (август 2003 г.), международной конференции по памяти формы и сверхупругим технологиям: инженерные и биомедицинские применения (8М8Т-2003) в США (май 2003 г.), II Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» (ПРОСТ-2004) в Москве (апрель 2004г.), Х1.ТТ международной конференции «Актуальные проблемы прочности» в г. Калуга (май 2004г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, перечень которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит йз введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы, содержащей 108 наименования.

Общий объем диссертации 114 машинописных страниц, включая 61 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности исследования сплавов с ЭПФ при различных гермомеханических воздействиях, характерных для активных устройств. Изложена структура диссертации, ее научная новизна, сформулированы цели и основные полученные результаты.

Первая глава посвящена обзору литературы и состоит из семи разделов. Приведена краткая характеристика мартенситных превращений. Описаны основные функционально-механические свойства материалов с памятью формы, коюрые и являлись объектом исследования работы. Изложены имеющиеся данные о влиянии высокоскоростного деформирования, многократного изменения температуры через полный и неполный интервалы температур обратимого мартенситного превращения на функциональные свойства сплавов с ЭПФ. Также представлены данные, касающиеся применения таких материалов в силовых элементах активных устройств. Описаны теории, позволяющие моделировать поведение материалов с ЭПФ в процессе реализации эффектов, основанных на мартенситных превращениях.

Вторая глава состоит из двух разделов. В первом приведены направления исследования функциональных свойств никелида титана при термомеханических во {действиях, характерных для активных устройств. Исходя из актуальности проблем, сформулирована цель и соответствующие ей задачи диссертационной работы.

Во втором разделе второй главы изложены методики экспериментальных исследований функционально-механических свойств после высокоскоростного деформирования, при термоциклировании под постоянной нагрузкой, после предварительных незавершенных маргенситных превращений Также описаны методики исследования функциональных свойств никелида титана в двух конкретных устройствах космического назначения.

Третья, четвертая и пятая главы посвящены описанию результатов и их обсуждению Каждая из них состоит из двух разделов.

В третьей главе приведены результаты исследований поведения сплава Т1'К]' при различных скорооях предварительного деформирования в мартенситном состоянии. В экспериментах использовали цилиндрические образцы из сплава ТьбОат.'УоМ высотой и диаметром 5мм после деформирования сжатием при комнатной температуре со скоростями порядка 102-10' с

0,?0 О 15 " 0,10 0.05

0,00

- -Lv

гл

VW V

100 JS 80

С >

S 60(-

Й } S 40 1-

20

800 1200 -1

г,, С

1600

0^ 1400

j\ fe*

Ji- ч 800 1200 1600 1

с , с

Рис / Зависимость полной (е), фазовой !Еф,) и бис локационной деформации (еЛ) от скорое ти деформировании

Рш 2 Зависимости моду ¡ей упругости (Еф,Е т) и коэффициентов упрочнения (Аф,Л J от скорости деформирования

В первом разделе представлены результаты исследования влияния скорости деформирования на механические свойства никелида титана. Установлено, что значение фазовой деформации в среднем меняется в пределах 2% с изменением скорости деформирования (рис.1). Пределы текучести фазовый и дислокационный, обусловленные различными

механизмами деформирования, увеличиваются с одинаковым темпом при увеличении скорости деформирования

На рис 2 приведены зависимости модулей упругости, по которым можно судить о наклоне упругого участка деформирования (Еф - первого упругого участка, Ел - второго упругого участка) и коэффициентов упрочнения Хф, (характеризующих наклон фазовой и дислокационной площадок текучести) от скорости деформирования. Коэффициенты упрочнения практически совпадают и с увеличением скорости деформирования ведут себя схожим образом: их снижение показывает, что с увеличением скорости несколько облегчается процесс переориентации (или двойникования) мартенсита в случае фазовой деформации и увеличения подвижности дислокаций во втором случае. Модуль упругости второго участка деформирования, относящийся к дислокационному механизму формоизменения, с увеличением скорости возрастает, что соответствует поведению большинства материалов. Модуль же упругости, соответствующий фазовому механизму формоизменения, в широком диапазоне остаётся практически постоянным но имеет апомаяию дня скоростей деформирования в районе 400 600 с"'. Эти данные свидетельствуют о различии влияния скорости нагружения на фазовый и дислокационный механизмы деформирования

Во втором разделе представлены результаты исследования влияния скорости деформирования на функциональные свойства никелида титана

Установлено, что при остаточных деформациях до 5% эффект памяти формы после динамического сжатия оказывается более совершенным, чем после квазистатического воздействия, а при более 6% имеет место обратная ситуация (рис. 3). Смещение максимума зависимости к,„ф от е,,,,, соответствующей ударному воздействию, по сравнению с квазистатическим можно объяснить тем, что в первом случае дислокационный предел текучести достигается при меньших деформациях

Кроме того, известно, что высокоскоростное нагружение стимулирует размножение дислокаций в большей мере, чем их скольжение Повышение плотности дислокаций в сплаве, подвергнутом удару, способствует меньшему формовосстановлению при еост более 6% .

1,5 -

# 1,0

0,5

0,0

- - -г- 1 1

/>

2 / 1 1 1

• 7 / т I

■ »! V I

1 <

■а 4*-

1 1 , 1 .

10 12

Рис 3 Зависимость эффекта памяти формы в сплаве от остаточной деформации при квазистатическом (1) и динамическом (2) нагружении

Рис 4 Зависимость величины эффекта

обратимой памяти формы от необратимой пластической деформации при квазистатическом (I) и динамическом (2) нагружении

Далее в работе рассмотрены особенности обратимой памяти формы, возникающей после высокоскоростного и квазистатического нагружения. Как известно, проявление эффекта обратимой памяти формы обусловлено ориентирующим действием внутренних напряжений на процесс зарождения мартенситных кристаллов. Поэтому величину е„Пф этого эффекта соотносят с величиной необратимой пластической деформации е,п, невозвращаемой при нагреве (рис. 4). Вид зависимостей мало различается для ударного и квазистатического режимов нагружения. Имеется лишь тенденция к увеличению еОПф в первом случае в области пластических деформаций, меньших 4 %. Значительный разброс экспериментальных данных не позволяет сделать более сильное утверждение, однако представляется вполне вероятным, что после динамического воздействия дислокационная структура оказывается более

упорядоченной и способствует тем самым возникновению больших ориентированных внутренних напряжений, способствующих росту ьт,Ф

н

■ А "" - -i- : Í ¡ ! 1 1

• дСТ.Т Д"ди. i-

▼ дЛ» J „ v !

- т 2 nfr А

— 1 - J -11 ! 1 ■ 1 1 . 1 .

е ,%

ОСТ

Рис 5 Зависимость характеристических температур при pea пиацни эффекта памяти формы nocte динамического и квазистатического во ¡действий от величины остаточной деформации

Обнаружено также, что характеристические температуры при реализации эффекта памяти формы как после динамического, так и после квазистатического воздействий, одинаково возрастают с увеличением предварительной остючной деформации (рис. 5). Расширение интервала температур обратного превращения интенсивно начинается после исчерпания запаса фазовой пластичности и начала интенсификации дислокационных механизмов обычной пластичности

В четвертой главе исследован другой тип термомсханичсских воздействий, который связан с циклическим изменением температуры через полный и неполный интервал температур обратимог о мартене итного превращения.

В первой части представлены результаты исследования термоциклической стойкости никелида титана под постоянной нагрузкой. Эксперименты проводили на проволочных образцах диаметром 2 и длиной 300 мм из сплава TiNi, при термоциклировании чере! интервал мартенситных превращений под постоянной нагрузкой Получены значения для полной деформации, накапливаемой к концу каждого иикла,

деформации, обусловленной пластичностью превращения (ГТГГ) и возвращающейся за счёт эффекта памяти формы, от числа этих циклов для различных напряжений.

10-j 86420-

бОО'МПа

4--

- lo^)^

J АН

[ »7

-Л*

>4'

N, цикл

Рис 6 Зависимость пластичности

10 15 20 N, цикл

25

30

Рис 7 Зависимости тастичности превращения, памяти формы и превращения, от чист тершщикюв для незткнутости термодеформационного различных напряжений 170(1), 350(2), гистерезиса от чиС1а термоцик.пов под 410(3) и 500 МПа(4) напряжением 500 МЧа

Особенность пластичности превращения при больших нагрузках (рис. 6) заключается в резком падении в первых циклах и последующем равномерном росте. Объяснить это явление можно тем, что пластичность превращения состоит из обратимой и необратимой деформаций, при первом нагружении происходит упрочнение материала и, как следствие, уменьшается необратимая часть деформации в последующих циклах Дальнейший рост пластичности превращения соответствует увеличению обратимой деформации с одновременным увеличением незамкнутости (рис.7).

Была сделана попытка описать результаты испытаний законом Коффина-Мэпсона (К/1ЛСр = С), где обычно Лер - величина пластической деформации в цикле, 1Ч( - число циклов до разрушения, р и С -постоянные. Отличие состояло в том, что в качестве Дер использовали установившуюся незамкнутость термодеформационного гистерезиса. Константы в этом случае были равны: С - 0.09 и р ~ 0.73.

Во второй части четвертой главы исследован особый вид памяти, который может быть инициирован предварительным незавершенным циклом обратного мартенситного превращения и заключается в появлении температурной задержки деформационных процессов при последующем нагревании. Исследования проводили на кольцевых образцах с внутренним диаметром <1 ~ 23,2 мм, внешним диаметром Б = 30,6 мм, высотой Ь =- 8,3 мм ш никелида титана, в которых предварительно была сформирована обратимая память формы мартенситного типа. Задержка процесса деформирования во время нагревания возникает при достижении температуры, при которой в предыдущем цикле было прервано обратное мартенситное превращение и составляет 3-5 °С Установлено, что задержка возникает только после достижения интервала температур прямого мартенситного превращения в процессе охлаждения после прерывания обратного превращения Обнаруженный эффект является однократным и при последующем полном термоцикле уже не наблюдается. В случае прерывания прямого мартенситного превращения при повторном охлаждении температурная задержка подобного рода не обнаружена.

0 50

Г

160

Рис 8 Температурная задержка деформирования при нагревании после незавершенного цикла обратного превращения.

Рис 9 Аномалия деформационного поведения никелида титана, инициированная последоватепъностыо незавершенных обратных превращений

Также был определен интервал между температурами, при которых прерывают обратное превращение, превышение которого способствует разделению температурных задержек. Этот интервал составляет 1,5 °С (рис. 9).

К настоящему моменту существует две гипотезы для объяснения физических причин подобной аномалии. Первая из них основана на роли дефектов решетки, локализованных вблизи межфазных границ. Предполагается, чго эти скопления дефектов действуют как стопор при движении межфазной границы при последующем нагреве. Другая гипотеза свямна с процессами релаксации упругой энергии на межфазной границе, в результате чего движущая сила превращения уменьшается и для его продолжения необходим дополнительный подвод тепла.

В пятой паве, которая состоит из двух разделов, функциональные свойства сплава Т1№ были исследованы при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух конкретных активных устройствах: в конических и проволочных элементах устройств расчековки. Устройство расчековки с коническими элементами является шариковым замком, а устройство расчековки с проволочным элементом состоит из двух частей, соединенных гибкой оболочкой, в которой и расположен активный элемент.

Экспериментально исследованы зависимости изменения высоты конических элементов от величины противодействующей нагрузки, реактивных усилий от температуры в процессе нагревания и охлаждения

Кроме того, проведена оценка потерь на трение между двумя коническими элементами в процессе генерации и релаксации реактивных напряжений. Для этого два предварительно вложенных друг в друга конических элемента после четырех стабилизирующих циклов генерация-релаксация напряжений (кривые 1-4 на рис.10) были испытаны в режиме генерации усилий отдельно друг от друга Результат суммирования

генерируемых ими напряжений отображен кривой (5) на рис.10. Различие между кривыми (4) и (5) характеризует потери на трение, составляющие 15%.

т, с

Рис 10 Зависимость реактивных усилий, развиваемых двумя коническими элементами, от температуры

По результатам исследований предложена схема, которая може! служить для оценки функционально-механических параметров конических активных элементов из никелида титана. Зная изменение высоты >лемента в свободном состоянии и максимальное развиваемое им реактивное усилие при жёстком защемлении, промежуточные значения зависимости высоты элемента от противодействующих нагрузок можно получи 1ь с помошыо линейной аппроксимации. Это даёт возможность избежав бопыно] о числа экспериментов и вместе с тем Iараитирует, чю точные значения бу 1уч лежать чуть выше этой прямой.

Во втором разделе пятой главы приведены данные исследований функциональных свойств никелида титана при тсрмомеханических воздействиях в проволочном активном элементе

На рис. 11 изображена зависимость возвращаемой элементом чеформации от противодействующею напряжения при прямолинейном

расположении гибкой оболочки привода. В этом случае эта зависимость является фундаментальным свойством самого материала.

Ж

100 200 о ,МПа

300

24

2,2 2,0

£ « 1,8

1,6

1.4

Рис 11 Деформация, возвращаемая проволочным э чементом в свободном

состоянии в зависимости от противодействующего напряжения

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

К м

Рис 12 Деформация, возвращаемая проволочным элементом, в зависимости от радиуса изгиба гибкой оболочки

В том случае, когда оболочка устройства будет располагаться между другими объектами с некоторым радиусом изгиба, то силы трения, возникающие между оболочкой и приводом, будут вносить значительные поправки в значения рабочего хода и усилий по сравнению с прямолинейным расположением проволочною привода. Такую зависимость иллюстрирует рис. 12, на котором связь возвращаемой деформации с радиусом изгиба приведена для противодействующего напряжения 120 МПа. Предложена схема оценки функционально-механических параметров активного проволочного элемента в подобных устройствах, основанная на предположении аддитивности вклада эффекта памяти формы и упруго-пласшческих деформаций в механическое поведение материала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Впервые экспериментально установлено различие функциональных свойств никелида титана при ударном и квазистатическом

нагружениях в мартенситном состоянии Определены зависимости механических свойств никелида титана от скорости нагружения в интервале 102-103 с"1. Динамическое нагружение по сравнению с квазистатическим приводит к возрастанию величины эффекта памяти формы при напряжениях меньших, чем дислокационный предел текучести и к подавлению эффекта памяти в случае превышения этого предела.

Получены новые экспериментальные зависимости деформаций, накапливаемых проволочными образцами из никелида титана за счёт пластичности превращения и возвращаемых за счет эффекта памяти формы, от числа термоциклов для больших растягивающих нагрузок. Определена долговечность никелида титана при напряжениях, близких к пределу прочности.

Установлены условия появления и закономерности

температурно-деформационных аномалий механического поведения никелида титана при реализации обратимой памяти формы, выражающихся в температурных задержках процесса деформирования после незавершенного обратного мартенситного превращения. Прерывание прямого мартенситного превращения не приводит к появлению температурных задержек обратимой памяти при повторном охлаждении.

Экспериментально определены зависимости деформаций, возвращаемых проволочным образцом из сплава Т1>11, от противодействующих напряжений; усилий, генерируемых никелидом титана в коническом элементе, при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух устройствах расчековки. Предложены расчетные схемы оценки функционально-механических параметров конических и проволочных элементов в подобных активных устройствах.

• Полученные в работе экспериментальные данные могут быть использованы для развития методов теоретического описания функционально-механического поведения материалов с эффектом памяти формы.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Кравченко Ю.Д., Петров А.А., Разов А.И., Трусов С.Н., Чернявский А.Г. Никелид тшана в устройствах удержания и расчековки космического назначения // Механизмы деформации и разрушения перспективных материалов < Сб трудов XXXV семинара "Актуальные проблемы прочности", 15-18 сентября 1999 г., Псков. - Псков, 1999.-С.260-266.

2 Петров А А Исследование функциональных свойств силовых элементов, обладающих эффектом памяти формы // Материалы международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов". Вып. 6, 10-12 апреля 2001 г, Москва. - Москва, 2001. С.250

3. Беляев С.П., Волков А.Е., Кривошеее С.И., Петров А.А., Разов А.И., Уткин А.А., Федоровский Г.Д Функциональные свойства никелида титана после динамического воздействия в мартенситном состоянии // Тез. докл. Всеросс. конф. «Дефекты структуры и прочность кристапов», 4-7 июня 2002 г , Черноголовка 2002 - С.206

4. Петров А.А., Разов А.И Исследование механических свойств сплава TiNi при динамическом деформировании // Нелинейные проблемы механики и физики деформируемого твердого тела Вып 6. СПб. 2002. С. 58-63.

5. Груздков А.А., Кривошеее С.И., Петров А.А., Петров Ю.В., Разов А.И., Федоровский Г.Д. Функционально-механические свойства сплава TiNi при высокоскоростном магнитно-импульсном нагружении // Структура и свойства перспективных металлов и сплавов / Труды XL международного семинара «Актуальные проблемы прочности», 30 сент.-4 окт. 2002г., Великий Новгород. - Великий Новгород, 2003. С.56-60.

6. Ra/ov A., Petrov A. Thermo-mechanical properties of titanium nickelide after dynamic loading // European Symposium on Martensitic Transformation and Shape-Memory (ESOMAT-2003), 17-22 August 2003, Cranfield University, Cirencester, UK / Abstracts. 2003 - P.105.

7. Petrov A.A., Razov A.I Functional and Mechanical Properties of Conical TiNi Working Elements Acting in a Locking and Release Device // Abstracts of The International Conference on Shape memory and Superelastic

Technologies: Engineering and Biomedical Applications, 4-8 May 2003, Asilomar conference center, Pacific Grove, CA, USA. 2003. P.5.

8. Беляев C.IL, Волков A.E., Петров A.A., Разов А.И. Исследование закономерностей деформирования сплава TiNi при различных скоростях нагружения // II Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур» (ПРОСТ 2004), 20-22 апреля 2004г., г. Москва / Тез. докл., - Москва, 2004, С. 137.

9. Беляев С.П., Волков А.Е., Петров A.A., Разов А.И. Исследование механических свойств сплава TiNi при динамическом деформировании // Тез. докл. XLII международной конференции «Актуальные проблемы прочности», 26-29 мая 2004г., г. Калуга. - Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. С. 107.

10. Петров A.A. Деформационное поведение никелида титана при термоциклировании через полные и неполные интервалы температур обратимого мартенситного превращения // I Международная школа «Физическое материаловедение» / Тез.докл. Тольятти: ТГУ. 2004. С.33-34.

11.S. Belyaev, A. Petrov, A. Razov, A. Volkov. Mechanical properties of titanium nickelide at high strain rate loading // Materials Science and Engineering A. 2004. V.378,N 1-2. P.122-124.

Подписано в печать 23 12 2004 г Формат 60X84 1/16 Бумага офсетная Печ41ь ризографическая Уел п л 1 Тираж 100 ло Заказ 3448 Отпечатано в оIделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ с оригинал-макета заказчика 198504, Санкт-Петербур!, Сларый Петер!оф. Университетский чр . 26

1 29

РНБ Русский фонд

2006-4 2775

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Мартенситные превращения.

1.2. Функциональные и механические свойства сплавов с эффектом памяти формы.:.

1.3. Влияние высокоскоростного деформирования на свойства сплавов с эффектом памяти формы.

1.4. Влияние термоциклирования на поведение сплава ТТМ.

1.5. Эффекты памяти формы при незавершенных термомеханических циклах.

1.6. Основные уравнения, описывающие поведение материалов с эффектом памяти формы.

1.7. Применение сплавов Т1№ в активных элементах приводных устройств.

Глава 2. Постановка задачи и методики экспериментальных исследований.

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Методики экспериментов.

2.2.1. Исследование функционально-механических свойств после динамического воздействия.

2.2.2. Термоциклические испытания под постоянной нагрузкой.

2.2.3. Исследование функциональных свойств при незавершенных мартенситных превращениях.

2.2.4. Исследование свойств сплава ТТМ в устройствах расчековки.

Глава 3. Исследование влияния высокоскоростного нагружения на функционально-механические свойства никелида титана.

3.1. Механические свойства сплава ИМ.

3.2. Функциональные свойства сплава ТТ№.

Глава 4. Исследование влияния термоциклирования на свойства никелида титана.

4.1. Влияние термоциклирования под нагрузкой на поведение сплава Т1№.

4.2. Влияние неполных мартенситных превращений на поведение сплава ИМ.

Глава 5. Исследование функциональных свойств никелида титана при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух устройствах расчековки.

5.1. Конический элемент.

5.2. Проволочный элемент.

Материалы, обладающие эффектом памяти формы (ЭПФ) и сопутствующими ему уникальными свойствами, известны науке, можно считать, уже с 1948 г. С исследований Г.В. Курдюмова и Л.Г. Хандроса (в 1948 г.) [1] начинается эра новых до тех пор еще неизвестных материалов с нехарактерными для металлов свойствами. Все началось с того, что ученые обнаружили обратимый рост кристаллов новой фазы при обратимом мартенситном превращении: при нагреве образца из сплава CuAINi происходил рост мартенситных кристаллов, а при охлаждении они исчезали точно назад (такой мартенсит впоследствии стали называть термоупругим). Позже это открытие было зарегистрировано официально и получило название "эффект Курдюмова". В настоящее время в научной литературе используется термин «эффект памяти формы». Уже к 1950 г. мартенсит с обратимой двойниковой структурой наблюдали в сплавах CuMn, InTl, CrMn, FePt, CoPt, AuCd. Вскоре, обнаруженный эффект привлек внимание и практиков - первый патент на устройство, использующее этот эффект, был зарегистрирован в 1961 г. - американские исследователи Muldawer и Feder предложили использовать сплав AuAgCd в термочувствительном элементе электровыключателя [2]. Сейчас материалы с ЭПФ интенсивно исследуются, как в фундаментальном, так и в прикладном аспектах.

Свойство материала "запомнить" и при последующем нагреве восстановить (воспроизвести) заданную форму открыло перед такими материалами большие возможности. До той поры металлы и сплавы не брали на себя функции, присущие скорее механизмам или резиноподобным материалам. В таких сплавах подобные способности реализуются за счет эффекта памяти формы. На практике могут быть использованы различные уникальные свойства материалов с ЭПФ, например, эффект изменения формы при изменении температуры или изменяющегося гидростатического давления; способность развивать усилия, которые возникают, как реакция на действия, не дающие восстанавливать форму; эффект многократного изменения формы при изменении температуры.

Главным событием, которое дало начало обширным разработкам в прикладной области, стало открытие эффекта памяти формы в никелиде титана (TiNi), который является одним из самых ярких представителей металлических материалов с эффектом памяти. Интенсивные исследования этих сплавов проводились в U.S. Naval Ordnance Laboratory в конце 50-х-начале 60-х годов. Они были инициированы поиском, с одной стороны, материалов, обладающих малым удельным весом, большой прочностью и способностью работать при высоких температурах для второго поколения ракетной техники и космических кораблей [3], а с другой стороны, сплав TiNi представлял интерес как немагнитный и коррозионно-стойкий материал для инструментов, использовавшихся при разминировании магнитных мин [4]. Третьим направлением исследований этого класса сплавов являлось изучение температурочувствительного демпфирования механических и звуковых колебаний, высокую способность, к которому они проявляли [5]. Сплавы различных составов были объединены общим названием NITINOL, образованным из символов химических элементов и заглавных букв названия лаборатории. Так, например, эквиатомный сплав получил название 55-Nitinol в соответствии с количеством долей никеля по массе (55% - Ni). Первые опубликованные работы по результатам этих исследований содержали только упомянутые характеристики, без какого либо упоминания о способности этого сплава возвращать при нагреве предварительно заданную деформацию. Продолжение исследований дало возможность обнаружить, что никелид титана, как и другие известные к тому времени сплавы, обладает эффектом памяти формы. С этого момента количество предложений использования материалов с эффектом памяти формы увеличилось, и продолжает расти до сих пор. За это время изначально сверхдорогой сплав

Т1№ значительно подешевел, разработано большое количество сплавов на его основе с широкими и узкими гистерезисами превращений, с низкими и высокими характеристическими температурами переходов, кроме того, появились перспективные сплавы на основе Си и Бе, которые в некоторых случаях составляют серьезную конкуренцию сплавам на основе ТО^П. Благодаря своим неординарным характеристикам материалы с ЭПФ уже завоевали позиции во многих отраслях человеческой деятельности. Они были внедрены в механизмы и устройства, улучшив их рабочие характеристики и предоставив новые, до сих пор недостижимые, возможности. Такие материалы могут быть эффективно использованы везде, где нет возможности создавать усилия с помощью громоздких механизмов (электродвигателей, прессов, домкратов и т.п.), если требуется создать усилие точного характера, то есть не больше и не меньше установленной величины, а также в случаях, когда возможно только температурное воздействие. С момента открытия сплавов с ЭПФ последовала волна изобретений, патентов на механизмы, действующих на их основе.

В настоящее время использование материалов с эффектом памяти формы в различных областях науки, в медицине, в технике и даже в бытовых устройствах в наше время уже никого не удивляет. Более того, в связи с открытием новых сплавов, значительным прогрессом в производстве полуфабрикатов и в технологиях их обработки, использование таких сплавов стремительно развивается и требует дополнительных исследований по многим направлениям.

Среди прочих, актуальной ветвью прикладного использования данных материалов являются приводы (устройства, совершающие механическую работу под воздействием тепла). К наиболее характерным воздействиям, которым подвергаются сплавы с эффектом памяти формы при работе в таких устройствах, относятся динамическое нагружение, однократное или многократное изменение температуры через полный или неполный интервал температур обратимого мартенситного превращения. Кроме того, функционированию сплава в каждом конкретном устройстве могут сопутствовать специфические термомеханические воздействия. В связи с вышесказанным исследование свойств и механического поведения никелида титана при всех такого рода воздействиях является актуальным.

В немногочисленных работах показано, что предварительное высокоскоростное деформирование рабочих элементов может в некоторых пределах изменить их функциональные свойства. В связи с этим, большое значение приобретает исследование этих материалов в динамических режимах, когда деформирование происходит за доли секунды со скоростями порядка 102 -т-103 с"1 и выше (как при изготовлении устройств, так и при их работе).

Другой тип термомеханических воздействий, характерных для функционирования сплава в качестве рабочего тела активного элемента привода, связан с циклическим изменением температуры. Это обусловлено тем, что сплав с ЭПФ может быть использован в качестве рабочего тела активного элемента однократно или многократно. Создание таких элементов требует изучения свойств материала при многократном изменении температуры. Известно, что механическим "поведением" рабочих элементов можно управлять за счет корректирования процесса изменения температуры материала. При этом изменение температуры может проходить как через весь интервал температур обратимого мартенситного "превращения, так и захватывать лишь его часть. Поэтому, исследования отклика материала на любое тепловое воздействие представляют значительный интерес. Например, в литературе можно найти данные об изменении вида калориметрических кривых при незавершенных мартенситных превращениях таких сплавов. В другой работе на эту тему продемонстрировано механическое поведение сплавов при незавершенных циклах нагрева через интервал температур мартенситного превращения, особенность которого заключается в температурной задержке деформирования при нагревании. Задержка происходит при той же температуре, при которой прерывали превращение в предварительном термоцикле, а ее величина составляет около 3 °С. Применительно к приводам, данный эффект сможет повысить до необходимой точность позиционирования действующих элементов, а также силу и момент воздействия. Этот учет, например, позволит правильно предсказать возможные последствия нештатных ситуаций.

Учитывая актуальность вышеперечисленных проблем, ограниченное количество экспериментальных данных по этим вопросам в литературе, а также их разрозненность настоящая работа была направлена на исследование функциональных свойств никелида титана при термомеханических воздействиях, характерных для активных устройств.

В задачи исследований, в соответствии с поставленной целью, входило:

1. Исследование влияния скорости деформирования на функционально-механические свойства 'ПМ.

2. Исследование термоциклической стойкости сплава при термоциклировании под постоянной нагрузкой.

3. Исследование влияния предварительных незавершенных мартенситных превращений на функциональные свойства ТТМ.

4. Исследование функциональных свойств н'икелида титана при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух конкретных устройствах.

Основные результаты и выводы:

1. Впервые экспериментально установлено различие функциональных свойств никелида титана при ударном и квазистатическом нагружениях в мартенситном состоянии. Определены зависимости механических свойств никелида титана от скорости нагружения в интервале 102-103 с"1. Динамическое нагружение по сравнению с квазистатическим приводит к возрастанию величины эффекта памяти формы при напряжениях меньших, чем дислокационный предел текучести и к подавлению эффекта памяти в случае превышения этого предела.

2. Получены новые экспериментальные зависимости деформаций, накапливаемых проволочными образцами из никелида титана за счёт пластичности превращения и возвращаемых за счет эффекта памяти формы, от числа термоциклов для больших растягивающих нагрузок. Определена долговечность никелида титана при напряжениях, близких к пределу прочности.

3. Установлены условия появления и закономерности температурно-деформационных аномалий механического поведения никелида титана при реализации обратимой памяти формы, выражающихся в температурных задержках процесса деформирования после незавершенного обратного мартенситного превращения. Прерывание прямого мартенситного превращения не приводит к появлению температурных задержек обратимой памяти при повторном охлаждении.

4. Экспериментально определены зависимости деформаций, возвращаемых проволочным образцом из сплава ТТ№, от противодействующих напряжений, усилий, генерируемых никелидом титана в коническом элементе, при термомеханических воздействиях, реализуемых в двух устройствах расчековки. Предложены расчетные схемы оценки функционально-механических параметров конических и проволочных элементов в подобных активных устройствах.

5. Полученные в работе экспериментальные данные могут быть использованы для развития методов теоретического описания функционально-механического поведения материалов с эффектом памяти формы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Курдюмов Г.В. Бездиффузионные (мартенситные) превращения в сплавах. ЖТФ. 1948. Т.18, № 8. С.999-1025.

2. Пат. 3012882 США Temperature responsive cadmium-silver-gold alloys / L.Muldawer, R.Feder; The United States of America as represented by the Secretary of the Army. № 4838; Заявлено 26.01.1960; Опубл. 12.12.1961.

3. Wayman C.M., Harrison J.D. The origins of the shape memory effect // JOM. 1989. - V.41, № 9 - C.26-28.

4. Buehler W.J., Wiley R.C. TiNi ductile intermetallic compound // Trans. ASM. - 1962. - V.55, № 2. - P.269-276.

5. The alloy that remembers // Time. 1968. - V.92, № 11. - P.42.

6. Лихачев B.A., Кузьмин С.Л., Каменцева З.П. Эффект памяти формы. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987.-216с.

7. Лихачёв В.А., Мастерова М.В. Высокотемпературная память в никелиде титана // Физика металлов и металловедение. 1983. Т.55, Вып. 4. -С.814-816.

8. Фавстов Ю.К., Кушкин В.А., Ермаков В.М. Эффект памяти формы в сплавах на основе никелида титана, легированных гафнием. В кн.: Актуальные проблемы прочности. Пластичность материалов и конструкций: X семинар: тезисы докл. - Тарту, 198*5. - С. 124.

9. Кузьмин С.Л., Лихачев В.А., Рыбин В.В., Соколов О.Г. Пластичность превращения и механическая память в железомарганцевых сталях при кручении / Л., 1975. 52 с. (Препринт / АН СССР. ФТИ им. А.Ф. Иоффе, № 489).

10. Жебьшева Н.Ф., Чернов Д.Б. Характеристики термомеханического возврата никелида титана // Металловед, и терм: обработка мет. 1975. №10. С. 10-13.

11. Хачин В.Н., Гюнтер В.Э., Соловьев Л.А. Деформационные эффекты и энергия материалов с термоупругим мартенситным превращением // Физ. мет. и металловед. 1975. Т. 40, № 5. С. 1013-1019.

12. Андреев А. В., Хусаинов М. А., Беляков В. Н. Методика исследования генерации и релаксации реактивных напряжений // Материалы с новыми функциональными свойствами. Новгород-Боровичи, 1990. С. 164-166.

13. Беляков В. Н., Хусаинов М. А. Исследование реактивных напряжений при жестком противодействии и наличии свободного хода // Механика прочности материалов с новыми функциональными свойствами. Рубежное, 1990. С. 219-224.

14. Захарова Н. Н., Кузьмин С. Л., Лихачев В. А., Патрикеев Ю. И., Королев М. Н. Исследование реактивных напряжений в композиции титан-никель-медь//Пробл. прочности. 1983. № 3. С. 84-88.

15. Казаков В. Ю., Самойлов Н. С., Шипша В. Г., Лямин А. Е., Кравченко Ю. Д. К вопросу о генерации реактивных напряжений сплавами ТН-1К // Материалы с эффектом памяти формы и их применение. Новгород ~ Л., 1989. С. 43-45.

16. Патрикеев Ю. И. Особенности генерации реактивных напряжений в сплавах на основе никелида титана // Пробл. прочности. 1990. № 3. С. 60-63.

17. Шипша В. Г., Казаков В. Ю., Рябиков В. Е., Аленцин В. М., Баженов И. П. Закономерности генерации реактивных напряжений в сплаве CuAIMn // Функционально-механические свойства материалов и их компьютерное конструирование. Псков, 1993. С. 505-509.

18. Каменцева З.П., Кузьмин C.JL, Лихачев В.А., Мастерова М.В. Исследование сверхупругости и эффектов памяти" формы в металлах и сплавах при кручении // Мартенситные превращения в металлах и сплавах. Киев, 1979. С. 150-154.

19. Eisenwasser J.D., Brown L.C. Pseudoelasticity and the strain-memory effect in Cu-Zn-Sn alloys //Met. Trans. 1972. Vol. 3, № 6. P. 1359-1363.

20. Guedou J.Y., Paliard M., Rieu J. Pseudoelasticity in ordered Fe-Al alloys // Scripta metall. 1976. Vol. 10,№ 7. P. 631-634.

21. Наканиши H. Смягчение решетки и природа ЭЗФ // Эффект памяти формы в сплавах. М.: Металлургия, 1979. С. 128-156.

22. Кузьмин С.Л., Лихачев В.А. Температурно-силовые критерии псевдоупругости // Физ. мет. и металловед. 1982. Т. 53, Вып. 5. С. 886-891.

23. Sakamoto Н., Shimizu К. Pseudoelasticity in а Au-47.5at.%Cd alloy single crystal // J. Phys. (Fr.). 1982. T. 43, № 12, Suppl.: ICOMAT-82. P. 623-628.

24. Wasilewski R.J. The effects of applied stress on the martensitic transformation in Ti-Ni // Met. Trans. 1971. Vol. 2, № 11. P. 2973-2981.

25. Wasilewski R.J. Martensitic transformation and fatigue strength in TiNi // Scripta metall. 1974. Vol. 5, № 3. P. 207-211.

26. Арутюнян P.A., Кузьмин С.Л., Лихачев В.А. Циклическое упрочнение металлов, обладающих механической памятью // Мартенситные превращения. Киев, 1978. С. 215-219.

27. Каменцева З.П., Кузьмин С.Л., Лихачев В.А. Исследование деформационного упрочнения никелида титана // Пробл. прочности. 1980. №9. С. 87-91.

28. Оуэн В. Эффекты запоминания формы и их применение // Эффект памяти формы в сплавах. М.: Металлургия, 1979. С. 254-273.

29. Krislinan R.V., Brown L.C. Pseudoelastcity and the strain-memory effect in an Ag-45at.%Cd alloy // Metallurgical Transactions. 1973. Vol. 4, № 2. P.423-429.

30. Pops H. Stress-induced pseudoelasticity in ternary Cu-Zn based beta prime phase alloys //Metallurgical Transactions. 1970. Vol. 1, № 1. P.251-258.

31. Чернов Д.Б. Конструкционное применение сплавов с памятью формы // Под. ред. А.В.Митина. М, НИИСУ. 1999. - 232с.

32. Журавлев В.Н., Пушин В.Г. Сплавы с термомеханической памятью и их применение в медицине // Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 150с.

33. Shape memory implants / Ed. by L'Hocine Yahia. Berlin-Heidelberg-New York: Springer-Verlag. 2000. 349p.

34. Proceedings of the International Conference on shape memory and superelastic technologies and shape memory materials (SMST-SMM 2001), Kunming, China, September 2-6, 2001. Ed. by Y.Y.Chu and L.C.Zhao, Trans Tech Publications Ltd.) 591 p.

35. Shape memory alloys: fundamentals, modeling and applications / Ed. by V.Brailovski, S.Prokoshkin, P.Terriault, FTrochu. Universite du Cuebec, Ecole de technologie superieure. 2003. - 844p.

36. Василенко А.Ю., Косилов A.T., Кузьмищев В.А. Псевдоупругие и демпфирующие свойства монокристаллов сплава медь-алюминий-никель // Невинномысск: Изд. НИЭУП, 2003. 137с.

37. Takaoka S., Horikawa Н., Kobayashi J., Shimizu К. Applications and Development of Shape-Memory and Superelastic Alloys in Japan // Materials Science Forum. 2002. V. 394-395. P. 61-68.

38. Perkins J. TiNi-X shape memory alloys // Met. Forum. 1981. V. 4, № 3. — P.153-163.

39. Понтер В.Э., Котенко B.B., Поленичкин B.K., Итин В.И. Применение сплавов с памятью формы в медицине // Изв. вузов. Физика. 1985.- 27, № 5. - С.127-132.

40. Харрисон Д.Д., Хогсон Д.Е. Использование сплайов системы TiNi в механических и электрических соединениях // Эффект памяти формы в сплавах. М.: Металлургия, 1979. - С.429-434.

41. Богданов А.П., Пикус И.М., Лученок А.Р. Исследование влияния ударно-волнового нагружения на структурные факторы соединения TiNi // Влияние высоких давлений на свойства материалов Материалы Республ. Семинара. - Киев. Наук. Думка. - 1983. - С. 188-190.

42. Зельдович В.И., Шорохов Е.В., Гундырев В.М., Хейфец А.Э., Фролова Н.Ю., Хомская И.В. Мартенситные превращения в никелиде титана, подвергнутом действию ударных волн // ФММ. 2000. - Т. 89, № 3. -С.68-74.

43. Лихачев В.А., Шиманский С.Р. Влияние скорости деформирования на обратимую память формы никелида титана // Пробл. прочности. 1988. №2. С.65-68

44. Коломыцев В.И., Лободюк В.А., Саввакин Г.И. Влияние длительности ударного импульса на мартенситное превращение в сплаве железо-никель // Металлофизика. 1981. - Т.З, № 6. - С.69-75.

45. Лободюк В.А. Воздействие ударных волн на мартёнситное превращение в металлах и сплавах // Металлофизика 1979. - вып. 76. - С.3-20.

46. Исследование структуры свойств железоникелевых сплавов после ударного нагружения / Донукис Т.Л., Лободюк В.А., Саввакин Г.И. и др. ФММ. - 1971. -Вып. 31, № 1. - С.183-189.

47. Chang S.N., Meyers M.A. Martensitic transformation induced by a tensile stress pulse in Fe-22.5wt% Ni-4wt% alloy // Act. met. 1988 - V. 36, № 4. -P.1085.

48. Лободюк B.A., Мартынов B.A., Саввакин Г.И., Хандрос Л.Г. Структурные изменения в сплавах Cu-Al-Ni после ударного нагружения // Металлофизика 1976. - вып. 63. - С.61-66.

49. Мартынов В.А., Саввакин Г.И., Титов П.В., Хандрос Л.Г. Влияние плоских ударных волн на мартенситное превращение в сплавах медь-алюминий-никель // ФММ. 1973 - вып. 36, № 1. - С. 180-183.

50. Ogawa К. Characteristics of shape memory alloy at high strain rate//J. Phys. IV. 1988. V. 49, Coll.C3. (Suppl. J. Phys. Ill, N 11). -P. 15-20.

51. Ogawa K. Dynamic behaviour of shape memory material // J. Phys. IV. 1991. V. 1, Coll. 3 (Suppl. J. Phys. Ill, N 8). - P.215-221.

52. Ping-hua Lin, Hisaaki Tobushi, Kikuaki Tanaka, Takeharu Hattori, Akira Ikai Influence of Strain rate on deformation properties of TiNi shape memory alloy // JSME International Journal. 1996. - Series A. - V.39, № 1. - P. 117123.

53. Ranchinger W.A. A "super-elastic" single crystal calibration bar // Brit. J. Appl. Phys., 1958, Vol.9, №6, P.250-251.

54. Melton K.N., Mercier O. Fatigue of NiTi thermoelastic martensites // Acta Met., 1979, Vol.27, №1, P. 137-144.

55. Беляев С.П., Каменцева З.П., Лихачев B.A. Особенности деформирования сплавов с эффектом памяти формы при нестационарном циклическом нагружении // Проблемы прочности, 1983, №1, С.69-72.

56. Эффект памяти формы в сплавах / Пер. с англ. Под ред. В.А. Займовского. М., 1979. 472 с.

57. Melton K.N., Mercier O.The effect of Martensite phase transformation on the low cycle fatigue-behaviour of polycrystalline NiTi and CuZnAl alloys // Mater. Sci. Eng., 1979, Vol.40, №1, P.81-87.

58. Oyamada O., Amano K., Enomoto K., Shigenaka N., Matsumoto J., Asada Y. Effect of environment on static tensile and fatigue properties of Ni-Ti-Nb shape memory alloy // JSME International Journal. 1999. - Series A. -V.42, № 2. - P.243-248.

59. Tobushi H., Ikai A., Yamada S., Ping-hua Lin Rotating-bending fatigue of TiNi shape memory alloy wire // Trans. Jp. Soc. Mech. Eng. (in Japanese). -V.62, № 599. A (1996). - P.1543-1548.

60. Давиденков H.H., Лихачев В.А. Необратимое формоизменение металлов при циклическом тепловом воздействии // М.; Л., 1962. 223с.

61. Лихачев В.А., Малыгин Г.А. Исследование ползучести при переменных температурах // Заводская лаборатория, 1966, т. 32, №1, С.70-85.

62. Владимирова В.Г., Лихачев В.А., Мышляев М.М. Неизотермическая ползучесть металлов / АН СССР Физ.-техн. ин-т им. А.Ф. Иоффе. -Л, 1972.-67 с.

63. Владимирова В.Г., Лихачев В.А., Мышляев М.М. Теория неизотермической ползучести металлов / АН СССР Физ.-техн. ин-т им. А.Ф. Иоффе. Л., 1972. - 34 с.

64. Лихачев В.А. Микроструктурные напряжения термической анизотропии // Физ. тверд, тела, 1961, т. 3, №6, С. 1827-1834.

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

66. Андронов И.Н., Кузьмин СЛ., Лихачев В.А. Термоциклическая ползучесть медномарганцевых сплавов, связанная с ГЦК-ГЦТ превращениями // Изв. вузов. Цветн. Металлургия, 1983, вып.З, -С.84-88.

67. Беляев С.П., Ермолаев В.А., Кузьмин С.Л. и др. Обратимый эффект памяти формы после термоциклической обработки под напряжением // Л., 1985, 38 с.

68. Беляев С.П., Ерофеев Н.И., Кузьмин С.Л. и др. Термоциклическая ползучесть и долговечность никелида титана // Л., 1985, 16 с.

69. Беляев С.П., Кузьмин С.Л., Лихачев В.А. Способность композиции 50Ti47Ni-3Cu превращать тепловую энергию в механическую работу прициклическом изменении температуры // Проблемы прочности, 1984, №6, С. 77-80.

70. Лихачев В.А., Кузьмин С.Л., Бизюкова Л.А. Явление обратимости деформации в железомарганцевых сплавах // Физика металлов и металловедение, 1985, т.60, вып.З, С.579-583.

71. Toshio S., Iwata U., Takaku H., Kariya N., Ochi Y., Matsumura T. Fatigue life of TiNiCu shape memory alloy under thermo-mechanical cyclic conditions // Trans. Jp. Soc. Mech. Eng. (in Japanese). V.66, № 644. -A (2000). - P.98-104.

72. Беляев С.П., Волков A.E., Ермолаев В.А. и др. Материалы с памятью формы: Справ. Изд. /под редакцией Лихачёва В.А. Т.1. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. - С.32-34.

73. Беляев С.П., Кузьмин С.Л., Рогачевская М.Ю. Структура и свойства металлических материалов и композиций: Межвуз. сб. / Новгород: НПИ, 1989. С.44-51.

74. Airoldi G., Riva G., in The Martensitic Transformation in Science and Technology (edited by E. Hornbogen and N. Jost), DGM, Oberusel (1989) P.305-312.

75. Johnson W.A., Dominigue J.A., Reichman S.H. // J. Physique, 1982. C4 Coll., Suppl. № 12 (1982) - P.285-290.

76. Airoldi G., Besseghini S., Riva G. Step-wise transformation in shape memory alloys // Int. Conf. on Martensitic Transf. (ICOMAT-92), Monterey, 1992. -P.959-964.

77. Airoldi G., Besseghini S., Riva G. SMART behaviour in a CuZnAl single crystal alloy // J. Physique, 1995. C8 Coll., 5 (1995). - P.877-882.

78. Airoldi G., Corsi A., Riva G. The Step-Wise Martensite to Austenite Reversible Transformation Stimulated by a Stress State // J. Physique, 1997. -C5 Coll., 5 (1997).- P.513-518.

79. Беляев С.П., Волков A.E., Разов А.И. Задержка обратимого формоизменения в никелиде титана после незавершенного цикла превращения // Письма в ЖТФ. 1999. - Т.25. - Вып. 21. - С.59-63.

80. Baumgart F., Jorde J., Reiss H.-G. Memory-Legierungen Eigenschaften, phanpmenologische Theorie und Anwendungen // Techn.Mitt.Krupp. Forsch. 1976. B34, H.l.S.1-16.

81. Bertram A. Thermomichanical constructive equations.for the description of shape memory effect in alloys // Nucl. Engng. and Des. 1982. Vol.74, N2. P.173-182.

82. Sato Y., Tanaka K. Estimation of energy dissipation in alloys due to stress-induced Martensitic transformation // Res. Mechanica. 1988. Vol.23. P3 81-393.

83. Волков A.E., Лихачев В.А., Разов А.И. Механика пластичности материалов с фазовыми превращениями // Вестник ЛГУ. 1984. № 19. -С.30-37.

84. Wang Lili, Labibes К., Azari Z., Pluvinage G. Generalization of split Hopkinson bar technique to use viscoelastic bars // Int. J. Impact Engng., 1994. V.15, № 5. - P.669-686.

85. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / Под. ред. Лихачева В.А.: в 4-х т. Т.4. - СПб: НИИХ СПбГУ. 1998 - 268с.

86. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / Под. ред. Лихачева В.А.: в 4-х т. Т.1. - СПб: НИИХ СПбГУ. 1997 - 424с.

87. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / Под. ред. Лихачева В.А.: в 4-х т. Т.2. - СПб: НИИХ СПбГУ. 1998 - 374с.

88. Материалы с эффектом памяти формы: Справ, изд. / Под. ред. Лихачева В.А.: в 4-х т. Т.З. - СПб: НИИХ СПбГУ. 1998 - 474с.

89. Пат. 3391882 (USA США) Erectable structure for a space environment / J.F. Johnson, D.Reiser,G.S.Ovrevik. № 351911; Заявлено 11.03.64; Опубл. 09.07.68. НКИ 244-1.

90. Тихонов А.С., Герасимов А.П., Прохорова И.И. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении // М.: Машиностроение, 1981.-81с.

91. Хомма Т. Сплавы с эффектом памяти формы и их применение // Нихон кикай гаккай си, 1984. Т. 87, № 786. - С.517-522.

92. Пат. 3450372 (USA США) МКИ В 64 С 39/00. Self-projectable element for a space vehicle / R.J de Lange, C.A.Verbraak, J.A.Zijderveld. № 527177; Заявлено 10.02.65; Опубл. 04.02.66.

93. Baumgart F., Jorde J., Reiss H.-G. Memory Legierungen Eigenschaften, fhanomenologische Theorie und Anwendungen // Techn. Mitt. KruForschungsber, 1976. - Bd. 34, № 1. - P.l-16.

94. Petrakis D.N., McCloskey Т.Е., Augason C.R. Release mechanism using Ni-Ti //Proc. of SMST-94. 1995. -P.249-254.

95. Schetky L. McD., Shape memory alloy applications in space systems // Engineering Aspects of Shape Memory Alloys (T.W.Duerig, K.N.Melton, D.Stoeckel, C.M.Wayman, ed.), Butterworth-Heinemann, New York, 1990. P. 170-177.

96. Кравченко Ю.Д., Лихачев B.A., Разов А.И., Трусов С.Н., Чернявский А.Г. Опыт применения сплавов с эффектом памяти формы присооружении крупногабаритных конструкций в открытом космосе // ЖТФ. 1996. Т. 66, №11. - С.153-161.

97. Пат. 51 19555 (USA США) МКИ В 23 P 19/04, F 16 В 35/00. Nonexplosive separation device / A.D.Johnson; Ti-Ni Alloy company; № 591628; Заявлено 02.10.90; Приоритет 19.09.1988; N 246518.

98. Busch J.D. The Frangibolt flies: using shape memory alloy on the spacecraft Clementine // Proc. of SMST-94. 1995. P.259-264.

99. ЮЗ.Корнеев В.Ю., Кравченко Ю.Д., Разов А.И. Привод линейного перемещения "Эфа" // XXXII семинар "Актуальные проблемы прочности", 12-14 ноября 1996г., С-Петербург / Тез.докл. С.Петербург. - 1996.-С.148-149.

100. Корнеев В.Ю., Кравченко Ю.Д., Разов А.И., Чернявский А.Г. Приводы с эффектом памяти формы в космической технике // Научные труды ХХХШ семинара "Актуальные проблемы прочности", 15-18 окт. 1997г., Новгород. Т.2, 4.2. Новгород, 1997. - С.275-280.

101. Пат. 5192147 США МКИ5 В 25 G 3/18. Non-pyrotechnic release system / Т.Е. McCloskey; Lockheed Missiles & Space Company, Inc. №753556; Заявлено 03.09.1991; Опубл. 09.03.1993.

102. Flint E.M., Melcher J., Hanselka H. The 'promise' of smart materials for small satellites // Acta Astronáutica. 1996. V.39, №9-12. - P.809-814.

103. Пат. 5718531 (USA США) МКИ6 F 16 В 4/00. Low-shock device with shape-memory alloy parts for mechanical release of attached rod or cable / E.C.Mutschler Jr., P.Olikara, D.G.Reed; Lockheed Martin Corp. № 589487; Заявлено 22.01.1996; Опубл. 17.02.1998.

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