Повышение долговечности тонкостенных сосудов давления с использованием материалов с эффектом памяти формы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.01, кандидат технических наук Мышевский, Игорь Сергеевич

• Мышевский, Игорь Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мышевский, Игорь Сергеевич

Актуальность проблемы. Тонкостенные сосуды давления (ТСД) широко используются в различных областях машиностроения: в химическом, нефтяном, энергетическом, транспортном машиностроении, в пищевой промышленности, в авиастроении и космической технике. Большая часть ТСД представляют собой сварные тонкостенные оболочки, работающие в условиях циклического нагружения и воздействия активных сред. Повысить прочность и долговечность сосудов давления возможно за счет комплексного подхода, сочетающего в себе конструктивно-технологические решения на основе использования новых материалов, в том числе и материалов с эффектом памяти формы (ЭПФ). Сегодня эти материалы используются, в основном, для обеспечения различного рода функциональных свойств в конструкциях соединительных и установочных деталей, датчиков, исполнительных элементов, самоустанавливающихся конструкций и др. Среди материалов с ЭПФ наиболее сбалансированным сочетанием функционально-механических и технологических свойств обладают сплавы на основе NiTi. В этой связи актуальной задачей является теоретическое обоснование и экспериментальная оценка возможности легирования сварного соединения Ni и Ti для обеспечения релаксации напряжений в шве при циклическом нагружении за счет проявления свойств памяти формы.

Уникальные возможности сплавов на основе NiTi, связанные с проявлением эффектов памяти, уже успешно реализованы при создании ряда устройств и техники нового поколения аэрокосмического и автомобильного комплекса, в при-боро- и машиностроении. Конструктивные элементы из сплавов NiTi могут также быть использованы для повышения долговечности ТСД в качестве упрочняющих и обеспечивающих, в случае необходимости, сборку-разборку конструкции.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые российскими (А.Е. Волков, C.B. Добаткин, Ю.Н. Коваль, В.Г. Курдюмов, В.А. Лихачев, H.A. Махутов, А.И. Разов и др.) и зарубежными (С.М. Вейман, Я. Ван-Хамбек,

Д.И. Ли, С. Миязаки, К. Ооцука, Э. Хорнбоген и др.) учеными при исследовании структуры, свойств и применений никелида титана, вопросы, касающиеся получения качественных соединений с использованием №Т1, остаются малоизученными.

Связь работы с научно-техническими программами.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в соответствии с НИР «Повышение долговечности деталей машин с помощью создания поверхностных самоорганизованных структур с памятью формы» по подпрограмме Министерства образования Российской Федерации "Производственные технологии" (код проекта 201.01.01.115) 2001-2002 гг.; в соответствии с координационным планом НИР в рамках программы РНП.2.1.2.4958 (2.14.080) на 2006-2008 гг. «Повышение функционально-механических свойств сталей путем создания поверхностных слоев с ЭПФ»; а также по госбюджетной теме 6.5.2.01-05 кафедры ДПМ КубГТУ «Конструктивно-технологические методы повышения долговечности деталей машин и элементов конструкций, работающих в сложных условиях нагружения».

Цель работы - разработка конструктивно-технологических методов повышения циклической долговечности тонкостенных сосудов давления путем формирования структуры и функционально-механических свойств сварного шва на стали 12Х18Н10Т с использованием материалов с ЭПФ на основе №ТЬ

Задачи исследования: определить количественный и фазовый состав материала сварного шва, легированного никелем и титаном, с целью обеспечения в нем эффекта памяти формы; выполнить анализ деформационных процессов, происходящих в легированном шве при его обработке, и определить их влияние на проявление эффекта памяти и упрочнение соединения; разработать технологию легирования сварных швов на стали 12Х18Н10Т никелем и титаном для обеспечения функционально-механических свойств соединений; провести экспериментальную оценку механических свойств образцов, содержащих легированный сварной шов; разработать конструктивно-технологические способы повышения долговечности ТСД.

Объект исследования: сварные тонкостенные сосуды давления; сварные швы, легированные никелем и титаном.

Предмет исследования: особенности формирования структуры соединений, сваренных с присадками из сплавов с ЭПФ, и их функционально-механические свойства; характеристики прочности и долговечности тонкостенных сосудов давления.

Методология и методы проведения исследования: Методы исследования, использованные в данной работе, базируются на основных положениях металловедения, механики разрушения, термодинамики, метода конечных элементов (МКЭ), математических методов планирования экспериментов.

Научная новизна: получено численное решение контактной задачи процесса деформирования сварного соединения из стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм, легированного никелем и титаном, что позволило определить степень проявления эффекта памяти формы материалом сварного шва на уровне 0,8-1,0 %, достаточного для компенсации напряжений, возникающих как в процессе сварки, так и при эксплуатации тонкостенных сосудов давления. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что получение однородной структуры, заданных функциональных свойств и максимальных значений расчетного предела текучести обеспечивается массовой долей легирующих компонентов в сварном шве на уровне 45% N1 и 41% ТС при усилии обкатки 13-16 кН и изотермическом отжиге при 700 °С; термодинамическое моделирование изотермических сечений тройной диаграммы состояния Бе-М-Тл при температурах от 300 до 1100 К позволило определить количественное соотношение N1, ТС и Бе в сварном шве и его фазовый состав, необходимый для проявления эффекта памяти формы. Установлено, что выбранный сплав находится в трехфазной области диаграммы состояния и содержит следующие фазы: NiTi, Laves С14, Ni3Ti; фаза NiTi обеспечивает проявление эффекта памяти формы, а фазы Лавеса на основе железа и Ni3Ti упрочняют металл сварного шва. Установлено, что хром, попадающий в сварной шов из свариваемой стали 12Х18Н10Т, входит в состав твердых растворов и в количестве до 5 % не оказывает влияния на проявление легированным металлом сварного соединения эффекта памяти формы; проведены комплексные металлофизические исследования легированного никелем и титаном сварного шва, в том числе с использованием мультифрак-тального анализа, которые позволили выявить статистические закономерности эволюции структуры легированного сварного шва, ее основные количественные параметры и степень адаптации к внешним воздействиям на всех этапах технологического процесса изготовления сварного соединения. Установлено, что максимальная степень упрочнения легированного сварного шва и максимальная адаптивность достигается после проведения полного цикла обработки сварного шва, заключающейся в обкатке и изотермическом отжиге; с использованием методов планирования эксперимента получена регрессионная модель, связывающая критерии работоспособности легированного никелем и титаном сварного шва с основными параметрами процесса сварки и последующих операций обкатки и отжига. Установлено, что оптимальными являются следующие технологические режимы: 1д=65 А; UCB=30 В; VCB=2 мм/с; с1эл=3 мм; усилие обкатки 15-17 кН; температура отжига 500-700 °С, массовая доля легирующего компонента 75-80 %. В результате обеспечивается проявление эффекта памяти формы материалом сварного шва 0,8-1,0 %, предел прочности 565-580 МПа, относительное удлинение после разрыва 37-40 %, относительная прочность сварного соединения 95-99 %.

Практическая значимость полученных результатов: определены оптимальные режимы получения неразъемных соединений стали 12Х18Н10Т с относительной прочностью сварного соединения 95-99%; проведена оценка влияния термической обработки (ТО) и пластического деформирования (ПД) на характеристики прочности и пластичности соединений, выполненных с использованием сплавов ЫПл; разработан способ упрочнения тонкостенных цилиндрических сосудов давления с использованием кольцевых элементов из материала с ЭПФ; аналитически и численными методами решена задача оптимизации шага установки упрочняющих кольцевых элементов; разработан способ соединения цилиндрических деталей одного диаметра, включающий нанесение покрытия из сплава с ЭПФ на соединяемые детали, и произведен расчет НДС в соединении; разработан способ соединения сопрягаемых деталей с использованием материалов на основе №И

Апробация результатов диссертации.

Основные результаты работы докладывались на: первой межвузовской научно-методической конференции «Электромеханические преобразователи энергии», КВАИ, Краснодар (Россия) 20-21 марта 2002; 4-ой южнороссийской научной конференции «Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки», КВАИ, Краснодар (Россия), 7-8 апреля 2005; 4-ой Московской Международной конференции «Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов. Корпоративные, нано- и САЬБ-технологии в наукоемких отраслях промышленности» (ТПКММ), МГУ, Москва (Россия), 26-29 апреля 2005; 4-ом Международном междисциплинарном симпозиуме «Фракталы и прикладная синергетика», ИМЕТ РАН, Москва (Россия), 14-17 ноября 2005, международной конференции по теории механизмов и механике машин, КубГТУ Краснодар (Россия), 9-16 октября 2006.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 2 в рецензируемых изданиях. Получено 2 патента на изобретения РФ № 2249731, № 2286507, 1 положительное решение на изобретение РФ по заявке № 2006105948/11(006439), 1 патент на полезную модель РФ № 55904, подана 1 заявка на изобретение РФ (приор. № 2007104444 от 05.02.07).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, перечня основных результатов и выводов, приложения. Она содержит 149 страниц, 66 рисунков, 10 таблиц и список литературы из 147 наименований. Оригинальные результаты автора отражены в выводах к каждой главе. На защиту выносятся: результаты моделирования изотермических сечений тройной диаграммы состояния Ре-№-Т1; конечно-элементное решение задачи, описывающей деформационные процессы при обработке сварных соединений из стали 12Х18Н10Т, выполненных с использованием сплавов на основе №Т1; технология получения сварных соединений стали 12Х18Н10Т с использованием сплавов ТМШ, включающая ПД и ТО соединения; результаты экспериментальных исследований механических свойств образцов, содержащих легированный сварной шов; способ упрочнения ТСД, имеющих цилиндрическую часть, с использованием кольцевых элементов из материала с ЭПФ (патент РФ № 2286507); аналитическое решение в случае установки одного кольцевого элемента и численное - в случае установки нескольких элементов с рассчитываемым шагом; инженерные решения с использованием сплавов с ЭПФ (соединение цилиндрических деталей одного диаметра, патент РФ № 55904; способ соединения сопрягаемых, деталей патент РФ № 2249731), для которых определены оптимальные конструктивные и технологические параметры.

Обозначения и сокращения эпф эффект памяти формы; мп мартенситное превращение; ндс напряженно-деформированное состояние; м8 температура начала прямого мартенситного превращения; мг температура конца прямого мартенситного превращения; м„ температура образования мартенсита напряжения; а8 температура начала обратного мартенситного превращения; а, температура конца обратного мартенситного превращения;

ПД пластическое деформирование; то термическая обработка; тсд тонкостенный сосуд давления; укэ упрочняющий кольцевой элемент; фпт фазовый предел текучести; кин коэффициент интенсивности напряжений; эп эффект псевдоупругости; кпэ концентрированный поток энергии; мкэ метод конечных элементов.

Содержание

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Мышевский, Игорь Сергеевич

Основные результаты и выводы

1. Получено численное решение контактной задачи процесса деформирования соединений из стали 12Х18Н10Т, легированных никелем и титаном. Рассчитаны величины эквивалентных напряжений и пластических деформаций при различных усилиях обкатки и количестве вводимого легирующего компонента. Построены номограммы влияния количества легирующего компонента и усилия обкатки на расчетный предел текучести сварного соединения. Максимальное значение расчетного предела текучести достигается при массовой доле легирующих компонентов в шве 45% № и 41% Т\ и усилии обкатки Р=13+16кН. При этом величина восстанавливаемой материалом шва деформации после снятия нагрузки составляет 0,81,0%.

2. Выполнено моделирование изотермических сечений тройной диаграммы состояния Ре-ВД-П при Т=300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000,1100 К, на основе которых с целью повышения прочности и циклической долговечности оптимизирован фазовый состав швов на стали 12Х18Н10Т, легированных N1 и Ть. Обнаружено, что при температурах Т=900 К происходят превращения ОЦК-ЛДК и перестройка с интенсивным возникновением фаз, обладающих ЭПФ, а также фаз с кубической плотноупакованной структурой, обладающих упрочняющим эффектом. Присутствующие при повышенных температурах (Т> 1000 К) фазы Лавеса типа С14 на основе железа говорят о стабильном структурном состоянии системы и об упорядочении первоначально неупорядоченных твердых растворов (т.е. образовании сверхструктур дальнего порядка). С увеличением температур наблюдается смещение фазы №3Т1 в область с большим содержанием никеля.

3. На основе методов планирования эксперимента разработана технология легирования сварного шва на стали 12Х18Н10Т никелем и титаном для обеспечения функционально-механических свойств. Установлено, что предельно допустимое содержание хрома в соединении, не препятствующее обратимому формовостановлению, не должно превышать 5 %. Анализ структуры легированных соединений выявил гетерогенную структуру шва с матрицей №11 и выделением вторичных фаз по границам зерен. Доминирующей является фаза с В2-решеткой, содержащая небольшое количество хрома (<3 %). В качестве вторичных фаз были обнаружены фазы содержащие титан (№, Ре)Т1, однако их доля не превышала 3-10 % в соединении. Произведено количественное описание структуры легированного соединения на основе определения мультифрактальных характеристик. Установлено, что максимальная степень упрочнения легированного сварного шва и максимальная адаптивность достигается после проведения полного цикла обработки, заключающейся в обкатке и изотермическом отжиге.

4. Проведена экспериментальная оценка прочности и циклической долговечности сварных образцов. Результаты статических испытаний сварных швов, выполненных с использованием сплавов №55,51144,5; №55,31144,7; №51,5Т146Ре2,5, на образцах из стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм при одноосном растяжении не выявили существенных отличий диаграмм растяжения (отличия в значениях не превышало 5 %). Малоцикловые испытания легированных соединений показали увеличение числа циклов до разрушения до 2 раз при сгшах от 230 до 280 МПа с коэффициентом асимметрии цикла 0,3. Исследования, проведенные с использованием индентирования, показали восстановление формы отпечатка на материале легированного шва в пределах 0,7-1,2 %.

5. Величина снижения усталостной долговечности легированных соединений, испытанных в среде 30 % КОН, по сравнению с теми же образцами, испытанными на воздухе, в диапазоне напряжений атт =225-275 МПа составляет: для среды с ср =-0,9 В - в 5-6 раз; для среды ^=-1,3 В - в 8-10 раз. Определены основные коррозионные характеристики для сварного шва и основного материала в растворе 3,5 % №С1. Экспериментально установлено, что в растворе 3,5 % №С1 скорость коррозии соединения и основного материала сопоставимы.

Произведен аналитический расчет НДС для бесконечной открытой оболочки с одним кольцевым элементом из сплава с ЭПФ. Определены величины относительного уменьшения напряжений вблизи установки элемента. С помощью МКЭ произведен расчет НДС для замкнутой оболочки средней длины на примере корпуса НВА, усиленного кольцевыми элементами из сплава №П (патент РФ № 2286507). С помощью методов планирования эксперимента определен оптимальный шаг установки кольцевых элементов, позволивший увеличить удельную энергоемкость НВА в 1,55 раз. С целью повышения долговечности ТСД предложены инженерные решения (соединение цилиндрических деталей одного диаметра, патент РФ № 55904; способ соединения сопрягаемых деталей патент РФ № 2249731), для которых определены оптимальные конструктивные и технологические параметры.

Разработанная технология легирования сварных соединений стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм никелем и титаном, внедрена на РНИЦ «РОСЗАЩИТА» (г. Коломна) и ОАО «НИИМонтаж» (г. Краснодар).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мышевский, Игорь Сергеевич, 2007 год

1. Куркин С.А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. М.: Машиностроение , 1976 - 184 е.: ил.

2. Проектирование сварных конструкций в машиностроении / Под ред. С.А. Куркина. М.: Машиностроение, 1975. - 376 е.: ил.

3. Моисеенко В.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния цилиндрических сосудов в узлах сопряжения обечаек и днищ при упруго-пластических деформациях. Дис. канд. техн. наук. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1970 - 179 с. ил.

4. Никольс Р.В. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1975. - 464 е.: ил.

5. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86) / Госатомэнергонадзор СССР. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с. - (Правила и нормы в атомной энергетике).

6. Губанов Ю.Н. Исследование прочности листового металла и сварных штуцерных соединений тонкостенных сосудов из сплава АМ26 в условиях малоциклового нагружения. Дис. канд. техн. наук. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1970. - 173 е.: ил.

7. Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков Справочник М.: Машиностроение, 1985. - 224 е.: ил.

8. Расчеты и исследования эффективности применения новых материалов и конструктивно-технологических решений для корпусов НВА: Отчет по НИР. Рук. Ж.М. Бледнова. Краснодар: 1991, 276 с.

9. Бледнова Ж.М. О некоторых особенностях проектирования тонкостенных сосудов давления химических источников тока // Бледнова Ж.М., Ковалев

10. Ю.А., Махутов Н.А., Чаевский М.И. Физико-химическая механика материалов том 29, № 6,1993. С. 26-37.

11. Лихачев В.А. Эффект памяти формы / В.А. Лихачев, С.Л. Кузьмин, З.П. Каменцева Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. - 216 с.

12. Лахтин Ю.М. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

13. Ооцука К. Сплавы с эффектом памяти формы / К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки и др. Под ред. Фунакубо X.: Пер. с японск. М.: Металлургия, 1990.-224 с.

14. Лихачев В.А. Структурно-аналитическая теория прочности / В.А. Лихачев, В.Г. Малинин СПб.: Наука, 1993.-471 с.

15. Tanaka К. A Thermomechanical Sketch of Shape Memory Effect: One-Dimensional Tensile Behavior // Res Mechanica, 1986, Vol. 18, pp. 251-263.

16. Sato Y. Estimation of the Energy Dissipation in Alloys Due to Stress-induced Martensitic Transformation // Y. Sato, K. Tanaka Res Mechanica, 1988, Vol. 23, pp. 381-393.

17. Liang C. The Multi-Dimensional Constitutive Relations of Shape Memory Alloys // C. Liang, C.A. Rogers J. of Engineering Mathematics, 1992, Vol. 26, pp. 429-443.

18. Graesser E.J. Shape-Memory Alloys as New Materials for Seismic Isolation // E.J. Graesser, F.A. Cozzarelli J. of Engineering Mechanics, 1991, Vol. 117, No. 11, pp. 2590-2608.

19. Barrett D.J. A One-Dimensional Constitutive Model for Shape Memory Alloys //J. of Engineering Mathematics 1994, Vol. 29, pp 324-343.

20. Berveiller M. Thermomechanical Constitutive Equations for Shape Memory Alloys // M. Berveiller, E. Patoor, M. Buisson J. de Physique IV, 1991, Vol. 1, C. 4, 387, European Symposium on Martensitic Transformation and Shape Memory Properties.

21. Ortin J. Thermodynamics of Thermoelastic Martensitic Transformations // J. Ortin, A. Planes Acta Metall, 1989, Vol. 37, No. 5, pp. 1433-1441.

22. Ortin J. Thermodynamics and Hysteresis Behavior of Thermoelastic Martensitic Transformations // J. Ortin, A. Planes J. de Physique IV, 1991, Vol. 1, Colloque C. 4, 13, European Symposium on Martensitic Transformation and Shape Memory Properties.

23. Raniecki B. RL-Models of Pseudo elasticity and Their Specification for Shape Memory Solids // Raniecki B., Lexcellent C. European J. of Mechanics, A, 1994, Vol. 13,No.l,p. 21.

24. Sun Q. P. Micromechanics Modelling for the Constitutive Behavior of Polycrys-talline Shape Memory Alloys-I. Derivation of General Relations // Q. P. Sun, K. C. Hwang J. of Mechanics and Physics of solids, 1993, Vol. 41, No. 1, pp. 1-17.

25. Boyd J.G., A Thermodynamic Constitutive Model for the Shape Memory Materials, Part I-II // J.G. Boyd, D.C. Lagoudas International J. of Plasticity. 1996, Vol 15 p. 25.

26. Müller I. Nitinol ein Metall Mit Gedächtnis //Natur Wissenschaften. 1984. -No. 71.-pp. 507-514.

27. Tanaka K. A thermomechanical sketch of shape memory effect: one-dimensional tensile behavior // Res. Mechanica. 1986. - Vol. 18. - pp. 251263.

28. Lagoudas D.C. A unified thermodynamic constitutive model for SMA and finite element analysis of active metal matrix composites // D.C. Lagoudas, Z. Bo, M.A. Qidwai Mechanics of composite materials and structures . 1996. -Vol.3.-pp. 153-179.

29. Malygin G.A. Diffuse martensitic transitions and plasticity of crystals with a shape memory effect // Physics-Uspekhi. 2001. - Vol. 44, No. 2. - 173-197.

30. Bertram A. Thermomechanical constructive equations for the description of shape memory effect in alloys // Nucl. Engng. and Des. 1982. - Vol. 74., No. 2.-pp. 173-182.

31. Brandon D. Constitutive laws for pseudo-elastic materials // D. Brandon, R. C. Rogers J. of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 3 1992, pp. 255267.

32. Lieberman D.S. Cubic to orthorhombic diffiisionless phase change experimental and theoretical studies of AuCd // D.S. Lieberman, M.S. Wechsler, T.A. Read J. Appl. Phys. 1955. Vol. 26, N 4. P. 473-484.

33. Bowles J.S. The crystallography of martensitic transformation. I, II // J.S. Bowles, J.K. Mackenzie Acta metall. 1954. Vol. 2, N 1. P. 129-137 (I); 138-147 (II).

34. Бучельников В.Д. Трехпараметрическая модель фазовых переходов в ферромагнитном сплаве Ni-Mn-Ga // В.Д. Бучельников, Д.Л. Далидович, А.Т. Заяк, В.Г. Шавров Журнал радиоэлектроники № 5 2000.

35. Matsuzaki Y. Macroscopic and Microscopic Constitutive Model of Shape Memory Alloys Based on Phase Interaction Energy Function // J. of Intelligent Material Systems and Structures, 2004, Vol. 15, No. 2, pp. 141-155.

36. Miiller Ch. An Eulerian Model for Pseudoelastic Shape Memory Alloys // Ch. Miiller, O.T. Bruhns Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2004, Vol. 34, I. 5, pp. 260-271.

37. Bhattacharyya A. A stochastic thermodynamic model for the gradual thermal transformation of SMA polycrystals // A. Bhattacharyya, D.C. Lagoudas Smart Materials and Structures, Vol. 6, № 3,1997, pp. 235-250.

38. Patoor E. Micromechanical modeling of superelastucity in shape memory alloys // E. Patoor, A. Eberhardt, M. Berveiller J. de Physique IV, Coll. CI. 1996. -Vol. 6.-pp. 277-292.

39. Абдрахманов С.А. Деформация и расчет элементов конструкций из материалов с памятью формы при термосиловом воздействии: Дис. д. ф. м. наук: 01.02.04.-Бишкек, 1993.-370 с

40. МовчанА.А. Микромеханический подход к описанию деформации мар-тенситных превращений в сплавах с памятью формы // Известия АН. Механика твердого тела. 1995. -№ 1. - С. 197-205.

41. Baumgart F. Memory-Legierungen Eigenschaften, phänomenologische Theorie und Anwendungen // F. Baumgart, J. Jorde, H.-C. Reiss Techn. Mitt. Krupp. Forsch. - 1976. - B. 34, H. 1. - S. 1-16.

42. Petryk H. A micromechanical model of stress-induced martensitic transformations in shape memory alloys // H. Petryk, S. Stupkiewicz E-MRS Fall Meeting 2004, Symposium H.

43. Lin Н.С. An investigation of grain-boundary phase in Fe-30Mn-6Si-5Cr shape memory alloy // H.C. Lin, C.S. Lin, K.M. Lin Chuang J, of alloys and compounds 319 2001 pp. 283-289.

44. Liu Y. Some aspects of the properties of NiTi shape memory alloy // Y. Liu, J.V. Humbeeck, R. Stalmans, L. Delaey J. of alloys and compounds 247 1997 pp. 115-121.

45. Лихачев В.А. Фазовые превращения в сплавах на основе никелида титана / В.А. Лихачев, С.П. Помыткин, С.Р. Шиманский Материалы с эффектом памяти формы и их применение. Новгород, 1992. С. 41-48.

46. Лихачев В.А. Влияние напряжений и деформаций на характеристические температуры мартенситных превращений материалов с эффектом памяти формы / В.А. Лихачев, Ю.И. Патрикеев Л., 1984. - 45 с. - Деп. в ВИНИТИ 12.07.84, № 5033-84.

47. Ермолаев В.А. Влияние деформации и отжига на эффект памяти формы и демпфирование в сплавах TiNiCu // В.А. Ермолаев, C.JL Кузьмин, В.А. Лихачев и др. Изв. вузов. Цветная металлургия, 1985, №1, с. 108-112.

48. Лихачев В.А. Эффект памяти формы // Соросовский образовательный журнал №3,1997 с. 107-114.

49. Чернов Д.Б. Проблемы разработки материалов с памятью формы с заданными свойствами // Диаграммы состояния в металловедении. Киев, 1984. С. 72-77.

50. Чернов Д.Б. Влияние легирования на критические точки и гистерезис мар-тенситного превращения в TiNi // Д.Б. Чернов, O.K. Белоусов, Е.М. Савицкий Доклады АН СССР. 1979. Т. 245, № 2. С. 360-362.

51. Коломыцев В.И. Предмартенситные эффекты в сплавах TiNi-Ge // В.И. Коломыцев, В.А. Лободюк, Л.Г. Хандрос, В.А. Ивкушкин Металлофизика.- 1985.- 7, № 6.- С. 36-43.

52. Mercier О. The substitution of Си for Ni in NiTi shape memory alloys // О. Mercier, К. Melton Met.Trans.- 1979.- 10A, №3.- P. 387-389.

53. Nam Т.Н. Си-content dependence of shape memory characteristics in Ti-Ni-Cu alloys // Т.Н. Nam, T. Saburi, K. Shimizu Met.Trans. JIM.- 1990.-31, № i !. p. 959-967.

54. Лободюк В.А. Влияние малого легирования на фазовые превращения в почти эквиатомных сплавах TiNi / В.А. Лободюк, М.М. Медюх УДК 539.2:536.42, Актуальные проблемы прочности, СПб 2001, с. 97-101.

55. Закревский И.Г. Мартенситные превращения и свойства сплавов TiNi-TiFe // И.Г. Закревский, В.В. Кокорин, С.А. Муслов, В.Н. Хачин, А.Д. Шевченко Металлофизика. 1986. Т.8, №6. С. 91-95.

56. CulshawB. Smart structures and materials / Boston: Artech House, 1996. -207 p.

57. Вольченко Д.А. Сплавы с памятью формы // Автомобильная промышленность. 1991. - №8.-С. 30-31.

58. Peel C.J. Advances in materials for aerospace // The Aeronautical J. 1996. -Vol. 100.-pp. 487-503.

59. Noor A.K. et al. Frontiers of the material world // Aerospace America. 1998. -Vol.36, No. 4.-pp. 24-31.

60. Noor A.K. et al. Structures technology for future aerospace systems // Computers and Structures. 2000. - Vol. 74. - pp. 507-519.

61. Захарова H.H. Большие обратимые деформации и пластичность превращения в композиции TiNiCu // H.H. Захарова, C.JI. Кузьмин, В.А. Лихачев -Металлофизика, 1981, т.З, №5, с. 53-63.

62. Кузьмин С.Л. Температурно-силовые критерии псевдоупругости // С.Л. Кузьмин, В.А. Лихачев Физика металлов и металловедение, 1982, т. 53, вып. 5, с. 886-891.

63. Диаграммы состояния металлических систем, опубликованные в 1982-1983 годах. Выпуск XXVIII, Часть II / под редакцией Н.В. Агеева, Л.А. Петровой, М. 1985, С. 448.

64. Абрамычева Н.Л. Изотермическое сечение диаграммы сосостояния Fe-Ni-Ti при 1273 К // Н.Л. Абрамычева, И.В. Вьюницкий, К.Б. Калмыков, С.Ф. Дунаев Вест. Моск. Ун-та., Сер. 2. Химия. 1999. Т.40. № 2.

65. Van Loo F.J.J. About Fe-Ni-Ti system // F.J.J. Van Loo, J.W.G. Vrolijk, G.F. Bastin J. Les.-Com. Met. 1981. 77. P. 121.

66. Дудкина Л.П. О некоторых особенностях тройных металлических систем // Л.П. Дудкина, И.И. Корнилов Изв. АН. СССР. Металлы. 1967. №4. С. 98101.

67. Lacaze J. Critical assessment of the Fe-Ni-Ti system // J. Lacaze, P. Wollants, N. Moelans, K.C. Hari Kumar, G Cacciamani, R. Ferro Thermodynamics of alloys Vienna, 09/2004. P 12-17.

68. Алисова С.П. // С.П. Алисова, П.Г. Будберг, Т.Н. Бармина, Н.В. Луцкая Металлы. 1994. № 1. С. 21-26.

69. Хачин В.Н. Никелид титана: структура и свойства / В.Н. Хачин, В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев М.: Наука, 1992.

70. Пушин В.Г. Предпереходные явления и мартенситные превращения / В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев, В.Н. Хачин Екатеринбург: УрО РАН, 1998.

71. Хунджуа А.Г. Введение в структурную физику сплавов с эффектом памяти формы/М.: МГУ, 1991.

72. Коломыцев В.И. Структурные фазовые превращения в сплавах переходных металлов Ti-Ni-Me и Cu-Al-Ме. Автореф. дис. д. ф-м. наук. Киев, 1996. 45 с.

73. Гюнтер В.Э. Пластичность никелида титана // В.Э. Гюнтер, В.Н. Хачин, В.П. Сивоха, Е.Ф. Дударев Физ. мет. и металловед. 1979. Т. 47, № 4. С. 893-896.

74. Вейман С.М. Деформация, механизм явления и другие характеристики сплавов с эффектом запоминания формы. Эффект памяти формы в сплавах / М.: Металлургия, 1979. С. 9-35.

75. Pops Н. Stress-iduced pseudoelasticity in ternary Cu-Zn based beta prime phase alloys // Met. Trans. 1970. Vol. 1, N 1. P. 251-258.

76. Попов H. H. Сопротивление деформированию никелида титана ТН-1К при•э л 1скоростях деформации 10 ч-Ю с' // Н. Н. Попов, В. А. Мартьянов МиТОМ.- 1993.-№11.-С. 26-28.

77. Birnbaum Н.К. Stress induced twin boundary motion in AuCd p' and /Г alloys // H.K. Birnbaum, T.A. Read Trans. AIME. 1960. Vol. 218. P. 662-669.

78. Miura S. Pseudoelastic and shape memory phenomena related to stress-induced martensite in Cu-15.0at.%Sn alloy // S. Miura, S. Maeda, N. Nakanishi Scripta metal. 1975. Vol. 9, N 6. P. 675-680.

79. Miura S. Pseudoelasticity in Au-Cu-Zn thermoelastic martensite // S. Miura, S. Maeda, N. Nakanishi Phil. Mag. 1974. Vol. 30, N 3. P. 565-581.

80. Van-Humbeeck Fatigue characteristic of shape memory alloys // J. de Physique IV, C4 (1991), pp. 189-197.

81. Бернштейн M.JI. Многократная реализация эффекта памяти формы в сплаве TiNi // М.Л. Бернштейн, Б.П. Хасенов, У.П. Хасьянов Металловед, и терм, обработка мет. 1987. № 2. С. 49-55.

82. Texier С. Comportement de l'alliage titane-nickel equiatomique soumis a des traitements mecaniques et thermiques // C. Texier, G. Cizeron, P. Lacombe J. Less-Common Metals. 1976. Vol. 45, № 1. P. 1-22.

83. Miyazaki S. Mechanical behaviour associated with the premartensitic rhombo-hedral phase transition in Ti5oNi47Fe3 alloy // S. Miyazaki, K. Otsuka Phil. Mag. 1984. Vol. A50, N3. P. 393-408.

84. Беляев С.П. Особенности деформирования сплавов с эффектом памяти формы при нестационарном циклическом нагружении // С.П. Беляев, З.П. Каменцева, В.А. Лихачев Пробл. прочности. 1983. № 1. С. 69-72.

85. Melton K.N. The effect of the martensitic phase transformation on the low cycle fatigue behaviour of polycrystalline Ni-Ti and Cu-Zn-Al alloys // K.N. Melton, 0. Mercier Mater. Sci. andEngng. 1979. Vol. 40, N 1. P. 81-87.

86. Melton K.N. Fatigue of NiTi thermoelastic martensites // K.N. Melton, 0. Mercier Acta metal. 1979. Vol. 13, № 1. P. 73-75.

87. Бречко Т. Остаточные напряжения и эффект памяти формы / Т. Бречко, К. Кусь Актуальные проблемы прочности, СПб., 2001 с. 126-129.

88. Stalmans R. Shape Memory Alloys: Basics and Recent Developments / R. Stalmans, J. Van Humbeeck Department of Materials Science and Engineering, Belgium, at world wide web: http://smart-www.ae. ic .ac.uk/papers/stalmans/stalman.html, 1998.

89. McKelvey A.L. Fatigue-crack propagation in nitinol, a shape-memory and su-perelastic endovascular stent material // A. L. McKelvey, R. O. Ritchie J. of Biomedical Materials Research Dec., 1999, Vol. 47, pp. 301-308.

90. McKelvey A.C. Fatigue-crack growth behavior in the superelastic and shape-memory alloy Nitinol // A. L. McKelvey, R. O. Ritchie Metallurgical and Materials Transactions A. 2001. - Vol. 32A, N. 3. - pp. 731-743.

91. Patel M.M. Characterizing Fatigue and Fracture Response of Medical Grade Nickel-Titanium Alloys by Rotaiy Beam Testing // Symposium on fatigue and fracture of medical metallic materials and devices, TX November 2005. pp 12.

92. Полторак. O.M. Термодинамика в физической химии. М.: Высш. шк. 1991.

93. Kubaschewski О. Metallurgical Thermochemistry / О. Kubaschewski, С. А1-cock 5th Ed. N.Y.: Pergamon Press. 1979. - 496 p.

94. Кубашевский О. Термодинамическая стабильность металлических фаз. Устойчивость фаз в металлах и сплавах / Перев. под ред. Д.С. Каменецкой. -М.: Мир, 1970.-405 с.

95. Куценок И.Б. Относительная термодинамическая стабильность аустенита и мартенсита в системе железо-никель // И.Б. Куценок, Б.М. Могутнов, Р.Н. Ростовцев, В.А. Гейдерих Докл. АН СССР. 1985. - Т. 284. - № 1. - С. 118120.

96. Толкачев В.А. Химическая термодинамика / Толкачев В.А., Большаков Б.В. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1993.

97. Пуртов П.А. Введение в неравновесную химическую термодинамику / Новосибирск: Изд-во НГУ, 2000.

98. Люпис К. Химическая термодинамика материалов / М.: Металлургия, 1989. С. 502.

99. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем / Физматгиз. 1962. - Т. 1, Т.2. с. 520.

100. Семыкин A.B. Никель-водородные перезаряжаемые электрохимические системы // Семыкин A.B., Казаринов И.А. Электрохимическая энергетика 2004, т.4, № 2 с.63-83.

101. Арутюнян Н.Х. Контактные задачи теории ползучести / Н.Х. Арутюнян, A.B. Манжиров Ереван: Изд-во HAH РА- 1990. С. 319.

102. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows / M.: ДМК Пресс, 2001.-448 с.

103. Чаевский М.И. Установка для дуговой сварки в защитной камере // М.И. Чаевский, Ж.М. Бледнова, Ю.Г. Бледнов, Ю.А. Ковалев Завод, лаборатория. -1992. № 12. С. 53-55.

104. Вознесенский В.А. Статистические решения в технологических задачах / Кишинев: Молдовеняска, 1968.-231 с.

105. Бледнова Ж.М. Влияние легирующих добавок с ЭПФ на фазовый состав сварных соединений // Ж.М. Бледнова, И.С. Мышевский Физическое материаловедение. Тольятти, ТГУ: 2006. С. 159-160.

106. Бледнова Ж.М. Количественная параметризация и анализ структуры сварных швов, легированных материалами с ЭПФ // Бледнова Ж.М., Мышевский И.С. Фазовые превращения и прочность кристаллов: Сб. тез. 4-ой межд. конф. Черноголовка: ИФТТ РАН, 2006. - с. 98.

107. Бледнова Ж.М. Влияние параметров структуры на механические свойства сварного соединения // Ж.М. Бледнова, И.С. Мышевский сб. тр. VIII межд. науч.-тех. конф. Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков. Пенза: 2003. С. 94-97.

108. Иванова B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении / B.C. Иванова, A.C. Баланкин, И.К. Бунин, A.A. Оксогоев -М.: Наука, 1994.-383 с.

109. Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature / N.Y.: Freeman, 1983. 350 p.

110. Федер E. Фракталы / M.: Мир, 1991.-260 с.

111. Встовский Г.В. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов / Г.В. Встовский, А.Г. Колмаков, И.Ж. Бунин Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 116 с.

112. Встовский Г.В. Элементы информационной физики / М.: МГИУ, 2002,260 с.

113. Встовский Г.В. Фрактальная параметризация структур в металлах и сплавах / М.: Дисс. д. ф-м. н. 2001. С. 253.

114. Колмаков А.Г. Прикладные аспекты мультифрактальной параметризации структур материалов // сб. тр. IV межд. междисцип. симп. Фракталы и прикладная синергетика. ИМЕТ РАН Москва: 2005. С. 87-90.

115. Мышевский И.С. Структура и свойства сварных швов, легированных материалами с эффектом памяти формы (ЭПФ) // И.С. Мышевский, Ж.М. Бледнова сб. тр. IV межд. междисцип. симп. Фракталы и прикладная синергетика. ИМЕТ РАН Москва: 2005. С. 101-103.

116. Wangyang N. Recovery of Microindents in a Nickel-Titanium SMA: A "Self-Healing" Effect // N. Wangyang, Y. Cheng, D. Grummon App. Phys. Lett, 80(18), 2002, pp. 3310-3312.

117. Gall K. Micro and Macro Deformation of Single Crystal NiTi // K. Gall, M.L. Dunn, Y. Liu, P. Labossiere, H. Sehitoglu, Y.I. Chumlyakov J. Eng. Mat. Tech, 124238-245,2002.

118. Cheng F.T. Correlation of Cavitation Erosion Resistance with Indentation-Derived Properties for a NiTi Alloy // F.T. Cheng, P. Shi, H.C. Man Scr. Mater., 451083-1089,2001.

119. Liu R. Indentation Behavior of Pseudoelastic TiNi Alloy // R. Liu, D.Y. Li, Y.S. Xie, R. Llewellyn, H.M. Hawthorne Scr. Mater., 41(7), pp. 691-696, 1999.

120. Liu R. Experimental Studies on Tribological Properties of Pseudoelastic TiNi Alloy with Comparison to Stainless Steel 304 // R. Liu, D.Y. Li Metall. Mater. Trans., A, 31A2773-2783, 2000.

121. Moyne S. Analysis of the Thermomechanicai Behavior of Ti-Ni SMA Thin Films by Bulging and Nanoindentation Procedures // S. Moyne, C. Poilane, K. Kitamura, S. Miyazaki, P. Delobelle, C. Lexcellent Mater. Sci. Eng., A, 273275727-732,1999.

122. Shaw G.A. The Shape Memory Effect in Nanoindentation of Nickel-Titanium Thin Films // G.A. Shaw, D.S. Stone, A.D. Johnson, A.B. Ellis, W.C. Crone Applied Physics Letters, 83(2), (2003).

123. Crone W.C. Shape Recovery after Nanoindentation of NiTi Thin Films // W.C. Crone, G.A. Shawoe, D.S. Stone, A.D. Johnson, A.B. Ellis Applied Physics Letters July 14, 2003 - Vol. 83, Issue 2, pp. 257-259.

124. Махутов H.A. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность ч.1 / Новосибирск: Наука, 2005. 494 с.

125. Махутов H.A. Уравнения состояния при малоцикловом нагружении / Махутов H.A., Гаденин М.М., Гохфельд Д.А. М.: Наука, 1981. - 244 с.

126. Гусенков А.П. Малоцикловая прочность оболочечных конструкций / Гу-сенков А.П., Москвитин Г.В., Хорошилов В.Н. М.: Наука, 1989. - 254с.

127. Механика малоциклового нагружения / Махутов H.A., Гаденин М.М, Бурак М.И. и др. М.: Наука, 1986. - 264 с.

128. Харрисон Дж.Д. Использование сплавов системы Ti-Ni в механических и электрических соединениях / Дж.Д. Харрисон, Д.Е. Ходгсон Эффект памяти формы в сплавах / Под ред. В.А. Займовского. М.: Металлургия, 1979. -С. 429-434.

129. Stockei D. Werkstoffe mit Gedächtnis Kommen in die Anwendung // Bild Wiss. 1990. - v. 27, № 2. - pp. 14-20.

130. Otsuka K. Mechanism of shape memory effect and superelasticity // K. Otsuka, C.M. Wayman Shape memory materials, eds. Otsuka K. and Wayman C.M. -Cambridge University Press, Cambridge, 1998. pp. 27-48.

131. Ионайтис P.P. Кольцевые разъемные укрепители с памятью формы для сварных швов трубопроводов АЭС // P.P. Ионайтис, Б. А. Поляков, В.П. Смирнов, М.А. Туктаров сб. тр. XXVIII сем. Актуальные проблемы прочности, СПб: 2001 с. 421-426.

132. Мышевский И.С. Использование материалов с эффектом памяти формы для повышения ресурса никель-водородных аккумуляторов // И.С. Мышевский, Ж.М. Бледнова сб. тр. 4-ой Московской межд. конф. ТПКММ. -Москва: 2005 С. 105-109.

133. Лямин В.А. О силовой паспортной характеристике сплавов на основе ни-келида титана // В.А. Лямин, А.Е. Лямин сб. тр. XXVIII семинара Актуальные проблемы прочности. СПб: 2001 с. 491-493.

134. Сопротивление материалов / Под общ. ред. Г.С. Писаренко. 4-е изд. - Киев: Вища школа, 1979. - 696 с.

135. Пат. 2286507 Российская Федерация, МПК F17C 1/00 (2006.01). Способ упрочнения тонкостенных сосудов давления / Бледнова Ж.М., Мышевский И.С.; заяв. и патентообл. КубГТУ № 2004138342/06; заявл. 27.12.04; опубл. 27.10.06, Бюл. №30. - 7с.: ил.

136. Аркуша А.И. Техническая механика / А.И. Аркуша, М.И. Фролов, изд. «Высшая школа», 1983 г. с. 294.

137. A.c. № 1217615 (СССР USSR) МКИ4 В 23 Р 11/02, F 15 В 4/09. Способ образования неподвижного соединения охватывающей и охватываемой деталей. Авторы: А.И.Жабин, М.Б.Кивенсон, В.В.Трембач, Н.И.Толстяк.

138. Пат. РФ № 2199037, 7 F 16 С 3/12. Составной коленчатый вал и способ соединения щек кривошипов с коренными и шатунными шейками. Авторы: Чаевский М.И., Бледнова Ж.М., Шауро А.Н., Будревич Д.Г.

139. Генеральный директор РНИЦ РОСЗАЩИТА, К.т.н., с.н.с.1. Расчётожидаемого годового экономического эффекта от внедрения технологии упрочнения никель водородныхаккумуляторов

140. Эг — Згб — Згн/ Ен "I" Кр где: Згб и Згн - затраты на реализацию мероприятий по базовому и новому вариантам;- Ен норматив приведения разновременных затрат (Ен = 0,15);- Кр норма реновации, определяемая с учётом фактора времени (Кр= 0,004).

141. Принимая стоимость изготовления, годовые эксплуатационные затраты и срок эксплуатации по базовому и новому вариантам одинаковыми, годовой экономический эффект на 10 единиц НВА составит сумму:

142. Эг = 1600- 180 • 10 единиц = 92210 рублей, 0,15 + 0,004

143. От КубГТУ: От ОАО «НИИМонтаж»:

144. Зав. кафедрой ДПМ, Гл. специалист, к.т.н.д.т.н., профессор1. Ж.М. Бледнова1. Ст. преподаватель

145. Нач-к цеха по производствуоб использовании результатов НИР в учебном процессе

146. Наименование НИР «Конструктивно-технологические методы повышения долговечности деталей машин и элементов конструкций, работающих в сложных условиях нагружения» (6.5.2.01-05 кафедры ДПМ КубГТУ, § 47).

147. Авторы результатов НИР: Бледнова Ж.М., Мышевский И.С.

148. Наименование НИР, по которой получены использованные результаты: «Повышение функционально-механических свойств путем создания поверхностных слоев из материалов с эффектом памяти формы», 2.14.080§53.

149. Место и объем использования НИР в учебном процессе: при чтении лекций, выполнении курсовых работ по дисциплине «Сопротивление материалов» в разделе «Тонкостенные конструкции»

150. Использование результатов НИР позволило на более высоком уровне излагать раздел курса «Сопротивление материалов» на примере тонкостенного сосуда давления с упрочняющими элементами из материалов с эффектом памяти формы.1. Авторы Ж.М. Бледнова

151. О8 .0Ъ 0Т .АЛО- И.С. Мышевский

152. Использование результатов НИР подтверждаем^

153. Декан Факультета МиА, профессор

154. Зав кафедрой ДПМ, Профессор

155. Председатель метод комиссии, Факультета МиА, профессор7( ,

156. С.Б. Бережной Ж.М. Бледнова1. В.В. Иосифов1. НА ИЗОБРЕТЕНИЕ2286507ш ж ш ш ш ш5*Iш т