Характеристические температуры сплавов Ti-Ni

В промышленности наиболее широко применяют сплавы на основе мононикелида титана NiTi, получившие название нитинол. Эффект «памяти формы» в соединении NiTi может повторяться в течение многих тысяч циклов.

Никелид титана в жидком состоянии легко поглощает газы и взаимодействует со многими веществами. Поэтому его выплавка производится в вакууме или атмосфере инертного газа.

Сплавы на основе никелид титана подвергают обработке давлением в интервале температур 700-900°С. Нагрев до более высоких температур опасен из-за сильного окисления и образованию хрупкого газонасыщенного поверхностного слоя.

Особенно важную роль играет технологическая операция термофиксации. Заготовку деформируют при комнатной температуре. Для сохранения формы и размеров производят жесткое фиксирование по всем степеням свободы (заневоливание) с последующим нагревом до температуры 650-700°С, т.е. до аустенитного состояния. В результате такой операции достигается стабильное состояние структуры и формы, которые обект «запоминает».

Сплавы на основе никелида титана свариваются теми же способами, как и другие титановые сплавы: аргонодуговым, электронно-лучевым и др.

Эти сплавы плохо поддаются механической обработке, особенно сплавы, в которых интервал прямого мартенситного превращения находится вблизи комнатной температуры. В процессе резания происходят структурные превращения в поверхностном слое, приводящие к появлению эффекта памяти и резкому изменению механических свойств. Для механической обработке следует применять твердосплавные резцы и специальные охлаждающие среды.

Нитинол обладает высокой прочностью, пластичностью, коррозионной и кавитационной стойкостью и демпфирующей способностью (хорошо поглощает шум и вибрацию). Его применяют как магнитный высокодемпфирующий материал во многих ответственных конструкциях. Имеются данные, что из нитинола изготовляют антенны спутников Земли. Антенна скручивается в маленький бунт, а после запуска в космос восстанавливает свою первоначальную форму при нагреве до температуры выше 100 °С. Нитинол широко используют в автоматических прерывателях тока, запоминающих устройствах, для изготовления деталей машин и вычислительной техники, в температурно-чувствительных датчиках.

Контрольные вопросы:

1. Какие свойства никеля способствуют широкому применению его сплавов?

2. Приведите пример сплава с заданным значением коэффициента теплового расширения.

3. Какие материалы называются магнитотвердыми?

4. Какой должна быть структура магнитотвердого материала?

5. Назовите область применения магнитотвердых материалов.

6. Какой должна быть структура магнитомягкого материала?

7. Какие никелевые сплавы называются нимониками?

8. Какова цель легирования нимоников бором и цирконием?

9. Какие видам термообработки подвергают нимоники?

10. Приведите примеры сплавов - нимоников?

11. В чем состоит эффект «памяти формы»?