ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ОБРАТНОГО МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В НИКЕЛИДЕ ТИТАНА ПРИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИИ ПОД НАГРУЗКОЙ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 25 > №1 / 2019 / Страницы: 87-96

ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ОБРАТНОГО МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В НИКЕЛИДЕ ТИТАНА ПРИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИИ ПОД НАГРУЗКОЙ

,

Аннотация:

Выполнено исследование влияния напряжений, действующих в процессе прямого и обратного мартенситного превращений в сплаве с памятью формы никелид титана, на энтальпию прямого и обратного мартенситных превращений. Выполнена серия опытов по реализации мартенситных превращений посредством охлаждения и нагрева при действии постоянного сдвигового напряжения (в режиме кручения), одинакового как при прямом, так и при последующем обратном превращении. Одновременно измеряли деформацию образца и проводили дифференциальный термический анализ по методике, позволяющей получать оценки теплопоглощения или тепловыделения. Обнаружено, что при увеличении напряжения от 0 до 100 МПа теплота обратного превращения снижается в 2.5 раза. Отмечено, что если же прямое превращение проводить под напряжением, а затем обратное превращение производить после разгрузки образца, то теплота, поглощаемая при обратном превращении, снижается при таком же изменении напряжения от 0 до 100 МПа только в 1.3 раза. Предложено теоретическое объяснение данного явления, для чего рассмотрены различные факторы, влияющие на теплопоглощение при обратном превращении, такие как энергия границ, разделяющих ориентационные варианты мартенсита, работа, совершаемая приложенным напряжением на фазовой деформации и упругая энергия, запасаемая в материале вследствие несовместности фазовой деформации пластин мартенсита. Оценка упругой энергии основана на представлении сплава с памятью формы, как композита, состоящего из различно ориентированных пластин мартенсита, и учета условий равновесия напряжений и совместности полной деформации. Сравнение упругой энергии, запасенной при образовании мартенсита в отсутствие напряжения и при действии напряжения 100 МПа, показывает, что ее величина соответствует изменению тепла, выделяющегося при обратном превращении. Отмечено, что вклад других перечисленных выше факторов, влияющих на энтальпию обратного превращения, значительно меньше и, кроме того, не может объяснить ее снижение при росте напряжения, так как он направлен только в сторону ее повышения.

13