Способ создания обратимого эффекта памяти формы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ СОЗДАНИЯ ОБРАТИМОГО ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ(71) Заявитель Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Способ создания обратимого эффекта памяти формы, включающий деформацию материала в мартенситной фазе, отличающийся тем, что в процессе деформации в материале возбуждают ультразвуковые колебания с амплитудой механических напряжений в нем (0,2-0,7)0,2, где 0,2 - предел текучести материала.(56) Ооцука К., Симидзу К. и др. Сплавы с эффектом памяти формы / Под ред. А.М. Глейзера. - М. Металлургия, 1990. - С. 87-98.9117273 1, 1991.2010868 1, 1994.0519311 1, 1992.0086012 2, 1983.0086014 1, 1983. Изобретение относится к области материаловедения, а именно к материалам, обладающим эффектом памяти формы (ЭПФ). Известен способ создания обратимого эффекта памяти формы, заключающийся в деформации образца в мартенситной фазе, фиксации в этом состоянии, нагреве в стесненном (заневоленном состоянии) состоянии,в результате чего происходит обратное превращение, и выдержка (старение) при определенной температуре 1. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. Недостатком известного способа является большая трудоемкость, обусловленная тем, что для получения ЭПФ необходимы длительные изотермические выдержки в процессе старения материала в заневоленном состоянии. Так, для того, чтобы получить большое изменение при циклическом нагреве и охлаждении сплава-51 (т), состаренного в стесненном состоянии, необходимо, чтобы продолжительность старения при 500 составляла 1 ч, а при 400- 100 часов 1. Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение процесса создания обратимого эффекта памяти формы и сокращение времени на его создание. Указанная задача достигается за счет того, что в способе создания обратимого ЭПФ, заключающемся в деформации материала в мартенситной фазе, в процессе деформации на материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями (УЗК) с амплитудой механических напряжений в нем (0,2-0,7)0,2, где 0,2 - предел текучести материала. Способ реализуется следующим образом. 4134 1 Материал после термообработки подвергают деформации в мартенситной фазе с одновременным воздействием на него в процессе деформации ультразвуковых колебаний с амплитудой механических напряжений в пределах (0,2-0,7)0,2, где 0,2 - предел текучести материала. В результате этого в материале возникает устойчивый обратимый эффект памяти формы. Время воздействия ультразвуковыми колебаниями на материал зависит от амплитуды механических напряжений. Механические напряжения ультразвуковой частоты создают в материале поля внутренних напряжений,обусловленные возникновением необратимых дефектов, таких как, например, дислокации, связанные с деформацией. В результате в материале возникает устойчивый обратимый эффект памяти формы. Примеры конкретного осуществления способа. Во всех примерах использовали в качестве образцов проволоку -51 (т.) диаметром 0,5 мм, которую предварительно подвергали отжигу при Т 500 . Пример 1 (прототип). Образец деформируют изгибом с величиной деформации 7 в мартенситном состоянии. Затем прикладывают постоянное напряжение 100 МПа и нагревают через температурные интервалы мартенситных превращений до 500 . После этого выдерживают образец в стесненном состоянии при этой температуре 1 ч и затем охлаждают. В этом случае величина обратимого ЭПФ составляет 1,3 . Пример 2 (предлагаемый способ). Образец деформируют изгибом с величиной деформации 7 в мартенситном состоянии и одновременно возбуждают УЗК с амплитудой 0,20,2 (35 МПа). Время деформации и воздействия УЗК 5 с. В результате ультразвукового воздействия величина обратимого ЭПФ в образце составляет 1,5 . Пример 3. Образец деформируют изгибом с величиной деформации 7 в мартенситном состоянии и одновременно возбуждают УЗК с амплитудой 0,70,2 (123 МПа). Время воздействия УЗК 5 с. В результате ультразвукового воздействия величина обратимого ЭПФ в образце составила 1,4 . Пример 4. Образец деформируют изгибом с величиной деформации 7 в мартенситном состоянии и одновременно возбуждают УЗК с амплитудой 0,10,2 (18 МПа). Время воздействия УЗК 10 с. В результате ультразвукового воздействия величина обратимого ЭПФ в образце составила 0,7 . Пример 5. Образец деформируют изгибом с величиной деформации 7 в мартенситном состоянии и одновременно возбуждают УЗК с амплитудой 0,80,2 (140 МПа). Время воздействия УЗК 3 с. В результате ультразвукового воздействия образец разрушился. Выбор амплитуды знакопеременных напряжений (0,2-0,7)0,2 обусловлен тем, что при амплитуде менее 0,20,2 требуется большее время воздействия на материал УЗК, что вызывает усталостное его разрушения. Кроме того, в этом случае обратимый ЭПФ проявляется не в полной мере. Возбуждение в материале напряжений более 0,70,2 даже при незначительном времени воздействия УЗК приводит к усталостному его разрушению. Источники информации 1. Ооцука К., Симидзу К. и др. Сплавы с эффектом памяти формы / Под. ред. А.М. Глезера. - М. Металлургия, 1990. - С.87-98. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.