Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Галсанов Солбон Владимирович
- Специальность ВАК РФ01.04.07
- Количество страниц 161
Оглавление диссертации кандидат наук Галсанов Солбон Владимирович
ВВЕДЕНИЕ
1 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1.1 Основные закономерности контактного взаимодействия металлических сплавов
1.2 Физико-механические свойства материалов, обладающих эффектом памяти формы
1.3Постановка задач исследования
2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
2.1 Образцы для исследования и инденторы
2.2 Методы исследования и устройства
2.3 Выводы
3 СВОЙСТВА КВАЗИГЕРЦЕВСКОГО КОНТАКТА: ДЕФОРМАЦИЯ, РАССЕЯНИЕ ЭНЕРГИИ, АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ
3.1 Задача Герца и квазигерцевский контакт. Диссипативно-демпфирующие свойства нормально нагруженного контакта
3.2 Адгезия в циклически сжимаемом контакте
3.3 Рассеяние энергии под действием сжимающих циклических сил в контакте тел из никелида титана
3.4 Контактное взаимодействие упругих и упруго-пластических сред
3.5 Напряженное и структурно-фазовое состояния
3.6Результаты и выводы
4 СВОЙСТВА И СТРУКТУРА СПЛАВОВ Т1-М С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ В УСЛОВИЯХКОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
4.1 Исследование триботехнических свойств никелида титана при высоких
нагрузках
4.2 Исследование триботехнических свойств никелида титана при малых нагрузках
4.3 Результаты и выводы
5 ПРИРОДА И МЕХАНИЗМЫ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ НИКЕЛИДА ТИТАНА
5.1 Абразивное изнашивание
5.2 Усталостный разрушениеи повышенная износостойкость
5.3 Адгезионное взаимодействие тел
5.4 Белые слои (Условия образования, структура и свойства)
5.5Трибологические аспекты применения никелида титана в
термомехнических соединениях
5.6 Результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Влияние легирования серебром на структуру, функциональные свойства и деформируемость сплавов никелида титана с эффектами памяти формы2019 год, кандидат наук Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ\n2015 год, кандидат наук Нуштаев Дмитрий Владимирович
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ2015 год, кандидат наук Нуштаев Дмитрий Владимирович
Исследование знакопеременной деформации, внутреннего трения и демпфирующих свойств сплавов на основе никелида титана2007 год, кандидат физико-математических наук Чекалкин, Тимофей Леонидович
Научные основы формирования многофункциональных композиционных покрытий с термоупругими фазовыми превращениями2019 год, доктор наук Русинов Петр Олегович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Сплавы с памятью формы (ПФ) находятся в настоящее время в стадии изучения и, несмотря на ряд противоречивых результатов, на некоторые расхождения в трактовке природы аномального их поведения в температурно-силовых полях и простейших напряженно-деформированных состояниях, достигнуто в целом удовлетворительное физическое понимание структурного состояния и свойств сплавов с термоупругими мартенситными превращениями.
Вопросы же механики и физико-механического их поведения в различных условиях эксплуатации изучены слабо. Хотя, несомненно, в ней есть необходимость, поскольку в настоящее время созданы и создаются конструкции и механизмы, в которых свойства контакта являются основными рабочими характеристиками, важными с точки зрения прочности и долговечности соединений (заклепочные соединения, электрические контакты, медицинские устройства). Существуют узлы и приборы, в которых элементы из сплавов с ПФ в силу конструктивного устройства работают в условиях трения покоя (фитинговые соединения), трения скольжения (инструменты), а триботехнические свойства являются одними из основных параметров, обеспечивающих эксплуатационные характеристики устройств.
В этой связи исследования особенностей контактных взаимодействий и триботехнических свойств имеют безусловную актуальность и своевременность. Так как яркий представитель сплавов с памятью формы -никелид титана изучается достаточно давно и очень активно, то к настоящему времени накоплен достаточно богатый информационный банк данных по объемным системам как по структурным, фазовым, механическим, термическим и другим особенностям, так и их поведению в изменяющихся внешних условиях. По этим причинам целесообразно выбрать
никелид титана в виде модельного представителя сплавов с памятью формы и использовать его для дальнейших исследований. Однако работ на данный момент по свойствам и структуре как никелида титана, так и других сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействийочень мало. Поэтому естественно возникают сложности сопоставления, сравнения и обобщения полученных данных и закономерностей.
Цель данной работы состоит в исследовании свойств и структуры приповерхностных слоев сплавов с памятью формы на примере никелида титана в условиях контактных взаимодействий.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.
- Исследовать физико-механические свойства материалов в полях остаточных деформаций при внедрении жесткого сферического штампа в упруго-пластическое полупространство из никелида титана применительно к моделям единичных микронеровностей.
- Выявить и изучить закономерности деформации контакта тел из ТМ с заданной микрогеометрией поверхности и его диссипативные свойства в условиях однократного и циклического приложения нормальных нагрузок.
- Исследовать демпфирующие и триботехнические свойства сплавов
при действии нормальных и тангенциальных однократных и циклических сил в области предварительного смещения и трения покоя.
- Исследовать структуру, физико-механические и триботехнические свойства сплавов с памятью формы в широком диапазоне скоростей и нагрузок и определить рациональные режимы работоспособности ТМ.
- Определить доминирующие механизмы изнашивания и изучить природу повышенной износостойкости сплавов с памятью формы.
Научная новизна. В работе впервые в материалах с памятью формы на примере никелида титана:
- получен ряд эффектов контактного взаимодействия сплавов с памятью формы на примере сплавов группы никелида титана, заключающихся в
аномальном изменении нормальной и тангенциальной жесткости контакта и диссипативных свойств, необъяснимых с позиций классической теории контактирования механических шероховатых тел;
- используя представления о единичных микронеровностях исследованы физико-механические свойства (микро- и нанотвердость) и структурно-фазовое состояния сплавов в приповерхностных слоях контактной зоны, находящихся в условиях глубоких неоднородных пластических деформаций. Это позволяет провести аналогию с деформацией и свойствами реальных микронеровностей дискретного контакта тел;
- применение термического воздействия на деформированные зоны позволило за счет реализации эффекта памяти формы косвенно оценить объемы зон с исходной аустенитной и мартенситной фазами и зоны с высокодефектной исходной фазой;
- показано, что в зависимости от режимов контактного взаимодействия в форме трения происходит смена механизмов и видов изнашивания, а при высокотемпературном взаимодействии при умеренных и высоких скоростях скольжения, когда существование мартенситной фазы невозможно, износостойкость остается прежней (т.е. высокой), как и в нагруженном материале при комнатной температуре, при этом выявлен доминирующий механизм изнашивания;
- установлено, что силовое циклирование в области предварительных смещений термомеханических соединений приводит к повышению их прочностных характеристик, а релаксация напряжений в них мало отличается от релаксации напряжений в соединении классических материалов.
Научная и практическая значимость полученных результатов. Выполненные исследования являются существенным вкладом в понимании механизмов аномального поведения дискретного контакта тел из сплавов с памятью формы, которые нельзя трактовать с позиций классической механики контактного взаимодействия. Особенно показательны результаты поведения сплавов, находящихся в условиях
глубоких пластических деформаций. Все это развивает физические представления о структуре и свойствах приповерхностных слоев сплавов, испытывающих фазовые превращения в термосиловых полях и в различных напряженно-деформированных состояниях. Пополнение исследовательского банка данных о триботехнических свойствах и особенностях контактных взаимодействий сплавов с памятью формы важно, прежде всего, для прикладных задач исследования трения и изнашивания, поскольку они раскрывают эволюцию механизмов и видов изнашивания в функции режимов трения.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Экспериментально выявленное влияние на структуру и свойства приповерхностных слоев контактного взаимодействия в сплавах с памятью формы в условиях однократных и циклических нормальных нагрузок, заключающееся в нарушении монотонности зависимостей «напряжение сдвига - смещение» в определенном интервале нормальных давлений, в принципиальном отличии от обычных материалов характера упрочнения, в относительно быстром замыкании петли гистерезиса, в демпфирующих свойствах.
2. Сложные механизмы изнашивания и их смена при изменении скоростных, силовых и температурных условий. В области невысоких давлений в зоне трения повышенная износостойкость обусловлена двухфазным с неоднородными свойствами состоянием материала, при больших давлениях возникает тонкий прочный поверхностный слой. В условиях повышенных температур, при которых мартенсит деформации не образуется, происходит пластифицирование сплава, пластическое его оттеснение с периодическим перескоком и, благодаря высокой циклической прочности ТМ, обеспечивается высокая износостойкость.
3. Характер изменения физико-механических свойств приповерхностных слоев, подтвержденный исследованиями морфологии и структурного состояния по глубине деформированного материала с помощью
оригинального метода разрезных образцов. При этом четко отслеживаются четыре зоны: исходная в области недеформированного материала, смешенная аустенит-мартенситная, мартенситная и в настоящее времянеидентифицированная зона (предположительно белый слой), находящаяся вблизи поверхности отпечатка, оказывающая большое влияние на триботехнические свойства.
Личный вклад автора. При выполнении диссертационной работы личный вклад состоял в участии в постановке задач исследования, проведении экспериментальных исследований, анализе полученных результатов, написании статей и докладов, обосновании научных рекомендаций.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Диссертационная работа соответствует паспорту научной специальности 01.04.07 - «Физика конденсированного состояния» по п.1 «Теоретическое и экспериментальное изучение физической природы свойств металлов и сплавов, неорганических и органических соединений, диэлектриков и в том числе материалов световодов как в твердом, так и в аморфном состоянии в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления».
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов обусловлена большим объемом экспериментальных данных, полученных с использованием современных методов исследования, соответствием полученных результатов других исследователей, использованием для анализа результатов апробированных теоретических представлений физики конденсированного состояния.
Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на всероссийских и международных конференциях таких, как Международная научно-техническая конференция: «Технические науки основа современной инновационной системы» (Йошкар-Ола, 2012), XIII Российская научно-студенческая конференция: «Физика твердого тела»
(Томск, 2012), Международная молодежная конференция: «Современные методы механики» (Томск, 2012), V международная конференция: «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 2013), XIII Российская научно-студенческая конференция: «Физика твердого тела» (Томск, 2014), I Международная научная конференция «Молодёжь, наука, технологии: новые идеи и перспективы» (Томск, 2014). Международнаяконференция «Effect of external influences on the strength and plasticity of metals and alloys» (Барнаул, 2015).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 21 печатных работах, из них 11 - статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ, 10 - статьи в сборниках трудов, материалах Всероссийских и Международных конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 161 страницах, содержит 63 рисунков, 3 таблицы исписок литературы из 120 наименований.
Автор выражает благодарность за помощь в работе научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору ТГУ Потекаеву Александру Ивановичу и кандидату технических наук Хохлову Виктору Александровичу.
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И
СПЛАВОВ
1.1 Основные закономерности контактного взаимодействия
металлических сплавов
Контактное взаимодействие. В последние десятилетия в развитых странах мира широкое развитие получило научно-практическое направление, связанное с контактным взаимодействием. Это вызвано требованиями создания надежных, долговечных и экономичных машин, приборов, аппаратов, технологического оборудования и инструментов, а также экономическими проблемами [1-14].
Механика контактного взаимодействиязанимается расчётом упругих, вязкоупругих и пластичных тел при статическом или динамическом контакте. Механика контактного взаимодействия является основополагающей инженерной дисциплиной, обязательной при проектировании надёжного и энергосберегающего оборудования.
Поверхность, её качество и структура поверхностного слоя. В технике под поверхностью детали понимают наружный слой последней, который по строению и другим физическим свойствам отличается от внутренней части. Комплекс свойств, приобретаемых поверхностью детали в результате ее обработки, характеризуется обобщенным понятием «качество поверхности». При этом качество поверхности определяется шероховатостью, геометрией, волнистостью и физико-химическими свойствами и обусловлено процессом ее обработки. Обработанную поверхность деталей можно условно разбить на внешнюю и внутреннюю. Внешняя поверхность определяется макрогеометрическими параметрами; она доступна для прямых оптических и механических исследований. Внутренняя поверхность образована многочисленными дефектами
структуры: дислокациями, вакансиями, точечными дефектами, микротрещинами и микрощелями, сообщающимися между собой и являющимися различными дефектами микроструктуры металла. Между внешней и внутренней фазовыми поверхностями металла не существует никакой физической границы - одна непосредственно переходит в другую. Сложная система соединяющихся между собой микротрещин и микрощелей, пронизывая весь объем материала детали, имеет многочисленные выходы на внешнюю поверхность в виде устьев микрощелей и микротрещин, являющихся областью перехода [5].
Трение и его виды.По молекулярно-механической теории природа трения двойственна - трение обусловлено преодолением адгезионных связей между трущимися поверхностями и деформированием тонких поверхностных слоев твердых тел [9]. В основе этой теории лежат следующие представления. Из-за волнистости и шероховатости поверхностей соприкосновение твердых тел происходит лишь в отдельных пятнах контакта, сосредоточенных на вершинах волн. Диаметр эквивалентных круглых пятен касания фрикционных связей составляет от 1 до 50 мкм в зависимости от природы поверхности, вида обработки, режима трения. Общая площадь фактического действительного контакта для реальных деталей мала и составляет от 0,01 до 0,0001 видимой площади трения. На пятнах действительного контакта образуются адгезионные мостики -мостики сварки между твердыми телами, являющиеся результатом различного рода молекулярных взаимодействий. Возникновение этих связей неминуемо, так как поверхностная энергия системы согласно второму закону термодинамики стремится к минимуму, а на границе твердое тело - воздух она значительно больше.
Помимо адгезионного взаимодействия в зонах фактического контакта более жесткие выступы внедряются в сопряженное тело. Внедрение одной поверхности в другую при действии только сжимающей нагрузки может быть и в том случае, когда поверхности трения практически не имеют
шероховатостей (полированы). Это происходит вследствие того, что металлы и сплавы обладают анизотропией механических свойств. Различно ориентированные кристаллиты по-разному сопротивляются сжатию, и первоначально гладкие поверхности при сжатии становятся шероховатыми. Соприкосновение тел происходит в отдельных точках и сопровождается внедрением одного тела в другое.
При рассмотрении под микроскопом поверхностей трущихся деталей можно наблюдать, что по мере приработки на поверхностях в направлении движения образуются тончайшие канавки (желобки), глубина которых составляет доли микрометра. Материал раздвигается в стороны и поднимается твердыми неровностями. Образующиеся мостики сварки между неровностями разрушаются, срезаются и формируются вновь. Таким образом, из молекулярно-механической теории трения следует, что процесс внешнего трения представляет собой деформирование весьма тонких поверхностных слоев каждого из соприкасающихся тел, осложненное разрушением адгезионных мостиков между пленками, покрывающими эти тела. Трение значительно меняет рельеф соприкасающихся поверхностей.
Согласно молекулярно-механической теории трения износ происходит следующим образом [9]. Различные пятна контакта при трении деталей взаимодействуют по-разному. На одних пятнах происходит упругий контакт, на других - пластический, а на третьих может быть микрорезание.
В процессе трения материал испытывает многократные упругие и пластические деформации, что приводит к его разрушению на отдельных участках и отделению частиц износа. Такой процесс поверхностного разрушения при трении рассматривается как фрикционная усталость. Число воздействий п, при котором происходит разрушение материала поверхности, зависит от напряжённого состояния и стойкости (прочности) поверхности материала и варьируется в широком диапазоне. Износостойкость материала в основном определяется тем числом циклов, которое может выдержать поверхностный слой без разрушения.
В результате повторной деформации материал наклепывается, становится более хрупким и разрушается. Идеальным является покрытие, выдерживающее многократные деформации, не подвергаясь при этом наклепу, в этом случае п будет достаточно велико.
Белый слой на поверхности трения. На поверхностях трения стальных и чугунных деталей иногда образуются блестящие белые пятна или полосы, полностью или почти не травящиеся обычными металлографическими реактивами. Эти образования, открытые В.П. Кравз-Тарнавским в 1928 г., получили наименование «белого слоя». Обычно твердость белых слоев того же порядка что и твердость материала детали, но бывает значительно выше твердости мартенсита среднеуглеродистой стали. Слой отличается высокой хрупкостью, структура слоя высокодисперсная. В зависимости от условий образования белые слои могут состоять из мартенсита, смеси аустенита и мартенсита, цементита и феррита из других сочетаний структур. Может случиться, что на одной детали будут разные по структуре белые слои. Образование белого слоя обязано быстро протекающему термическому либо химикотермическому процессу.
Белые слои искусственно создают при электроупрочнении для повышения износостойкости деталей и стойкости инструмента.
Чем больше углерода содержится в стали, тем больше белого слоя при прочих равных условиях. Природа белого слоя и роль различных легирующих элементов и образующихся структур еще не достаточно изучены.
Белый слой является ярким проявлением образования новых структур. Помимо него в процессе трения из-за температурного фактора возможны также процессы, как коагуляция структурной составляющей, закалка и отпуск, что может привести к образованию ультрамикроскопических трещин.
Механизм изнашивания металлических поверхностей. Для анализа расчленим процесс изнашивания на три явления (по Е.М. Швецовой и И.В. Крагельскому [9]): взаимодействие поверхностей трения; изменения,
происходящие в поверхностном слое металла; разрушение поверхностей. Эти явления непрерывно переплетаются, взаимно влияя друг на друга.
1. Взаимодействие поверхностей может быть механическим и молекулярным. Механическое взаимодействие выражается во взаимном внедрении и зацеплении неровностей поверхностей в совокупности с их соударением в случае скольжения грубых поверхностей. Молекулярное взаимодействие проявляется в виде адгезии и схватывания. Адгезия не только обусловливает необходимость приложения касательной силы для относительного сдвига поверхностей, но и может привести к вырывам материала.
2. Изменения поверхностного слоя, вызванные деформацией, заключаются в следующем. Многократные упругие деформации из-за несовершенства структуры материала приводят в определенных условиях к усталостному выкрашиванию поверхностей качения, а многократные упругие деформации микронеровностей поверхностей скольжения разрыхляют структуру.
При сильно отличающихся по твердости структурных составляющих материала и многократном воздействии нагрузки происходит вначале интенсивное изнашивание мягкой основы, вследствие этого повышается давление на выступающие твердые составляющие, они вдавливаются в мягкую основу, некоторые из них дробятся и перемещаются дополнительно под действием сил трения. В результате такого избирательного изнашивания поверхность обогащается твердыми структурными составляющими и приобретает строчечную структуру.
3. Разрушение структуры - это заключительный этап пластической деформации по мере увеличения силового воздействия при однократном нагружении. Смещение кристаллических зерен сопровождается частичным нарушением сцепления, в результате при возрастании напряжения или многократном их повторении происходит ослабление, разрыхление, а в дальнейшем и разрыв структуры.
Влияние температуры на состояние поверхностного слоя. Влияние температурына состояние поверхностного слоя состоит в следующем:
1) если в результате трения температура поверхностных слоев выше температуры рекристаллизации металла, то поверхностный слой не наклепывается, а пребывает в состоянии повышенной пластичности;
2) высокая температура и пластическая деформация способствуют диффузионным процессам; в итоге возможно обогащение поверхности некоторыми элементами (например, поверхности стали углеродом), коагуляция отдельных структурных составляющих, взаимное диффузионное растворение материалов деталей пар трения; диффузия водорода;
3) при интенсивном локальном повышении температуры и последующем резком охлаждении поверхности нижележащей холодной массой металла на поверхности могут образоваться закалочные структуры.;
4) пластическая деформация, возможные высокие температурные градиенты и структурные превращения - каждое в отдельности или совместно вызывают напряжения в материале, которые могут влиять на его разрыхление;
1.2 Физико-механические свойства материалов, обладающих эффектом памяти формы
Термоупругие мартенситные превращения.Исследования последней четверти ХХ века установили, что существует целый класс материалов, у которых элементарный акт пластической деформации и в целом макропластическая деформация осуществляются за счет обратимого мартенситного превращения, так называемой мартенситной неупругости, а процессы деформирования двойниковой природы проявляются наиболее сильно именно за счет подготовки структуры, предшествующей мартенситным превращениям.
Мартенситное превращение по кристаллографическим признакам близко к двойникованию, поскольку осуществляется путем кооперативного (а не поатомного, как при скольжении) координированного перемещения атомов. В отличие от двойникования новая мартенситная фаза оказывается кристаллографически неэквивалентной исходной и может инициироваться не только силовым, но и термическим воздействием.
Впервые такие превращения были обнаружены в 1949 г. Хандросом Л.Г. и Курдюмовым Г.В. [15]. Ими было показано, что кристаллы новой мартенситной фазы росли при охлаждении, а при нагревании сокращались.
Такие кристаллы были названы термоупругими, а само превращение -термоупругим мартенситным. В работе [16] было также показано, что аналогичным образом действуют и напряжения: при постоянной температуре и при увеличении напряжений происходит образование и рост мартенситных кристаллов, а при уменьшении напряжений количество кристаллов новой фазы сокращалось.
В преддверии обратных мартенситных превращений происходит как бы «смягчение» кристаллической решетки. Такое поведение материала в условиях термо-силового воздействия возможно у всех материалов, испытывающих термоупругие мартенситные превращения, в частности, - у чистых металлов: титана, циркония, кобальта, у сплавов - твердых растворов и промежуточных соединений Fe-Ni, Ti- Ni, Mn-Cu, Cu-Al и др. [17-35].
Деформационные эффекты упругих превращений никелида титана. В результате реализации термоупругого равновесия фаз и термоупругих превращений в металлах и сплавах проявляется спектр аномальных свойств. К ним следует отнести эффекты памяти формы (однократной и обратимой), эффекты сверхэластичности, ферропластичности, аномально высоких демпфирующих свойств, эффекты генерации и релаксации напряжений, аномалии физических свойств (удельной теплоемкости, магнитной восприимчивости,
электросопротивления, оптических свойств) [36-39].
В разных материалах все они выражены по-разному. У некоторых материалов одни свойства проявляются в большей степени, у других в -меньшей, а могут и полностью отсутствовать.В плане исследования ряда закономерностей неупругого поведения и большого прикладного значения наиболее предпочтительным является никелид титана (ТьМ), поскольку у него, с одной стороны, достаточно ярко выражены почти все указанные выше свойства, а, с другой стороны он достаточно давно изучается и накоплен достаточно большой объем данных. Поэтому последующие разделы будут посвящены изучению именно никелида титана (ТМ) как яркого представителя материалов с памятью формы, нелегированного и легированного железом применительно к задачам контактного взаимодействия, изнашивания и практического использования. Рассмотрим только некоторые эффекты, имеющие существенное значение в рассматриваемых ниже вопросах.
Эти эффекты условно можно разделить на деформационные (деформация является следствием изменения температурно-силовых параметров), силовые (напряжения в сплавах являются функциями деформации), температурные (изменение температур фазовых превращений в зависимости от напряженно-деформированного состояния) [37].
Эффекты памяти формы и сверхэластичность. Под эффектом памяти формы (ЭПФ) понимают снятие накопленной макроскопической деформации, сопровождающиеся восстановлением исходной формы тела в результате прямого или обратного мартенситных превращений [40].
В зависимости от температуры, при которой находятся сплавы Т1№, они имеют разные кристаллические решетки: до некоторой критической температуры решетка «гибкая», что характерно для фазы мартенсита, выше критической температуры решетка «жесткая», что характерно для фазы аустенита. Структура мартенсита имеет более низкую симметрию, чем аустенита. Существуют несколько способов реализации различных фаз мартенситной структуры и только одна возможность вернуться к аустениту.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Разработка технологии получения компактных заготовок из порошковых интерметаллидов TiNi и (Ti,Hf)Ni на основе гидридно-кальциевого синтеза2022 год, кандидат наук Володько Сергей Сергеевич
Структурные и фазовые превращения и свойства сплавов на основе никелида титана, подвергнутых интенсивной пластической деформации2009 год, кандидат физико-математических наук Куранова, Наталия Николаевна
Деформационные эффекты при структурных превращениях в монокристаллах никелида титана2001 год, кандидат физико-математических наук Хмелевский, Алексей Вадимович
Триботехнические характеристики ультрамелкозернистого титана и его сплавов2008 год, кандидат технических наук Чертовских, Сергей Владимирович
Разработка и исследование объемных и длинномерных наноструктурных высокопрочных материалов на основе тройных титановых сплавов с эффектами памяти формы2015 год, кандидат наук Пушин Артем Владимирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Галсанов Солбон Владимирович, 2016 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гаркунов Д.Н. Триботехника М: Машиностроение, 1989. - 328 с.
2. Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии / М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 368 с.
3. Пенкин Н.С., Пенкин А.Н., Сербин В.М. Основы трибологии и триботехники / Учеб.пособие. - М: Машиностроение, 2008. - 206 с.
4. Белый В.А., Лудема К., Мышкин Н.К. и др. Трибология: Исследования и приложения: опыт США и стран СНГ / М.: Машиностроение; Нью-Йорк: Аллертон пресс, 1993. - 454 с.
5. Сорокин, В.М. Основы триботехники и упрочнения поверхностей деталей машин // В.М. Сорокин, А.С. Курников / Курс лекций по дисциплине «Основы триботехники и технология упрочнения деталей» и задания для выполнения контрольной работы - Н. Новгород. Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ. 2006. - 296 с.
6. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: «Издательство МСХА», 2001. - 616 с.
7. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация машин): Учебник. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: «Издательство МСХА», 2002. -632 с.
8. Сорокин В.М. Качество поверхностного слоя и эксплуатационные свойства поверхностей деталей и методы их повышения. Н.Новгород: НГТУ, 1994. - 120 с.
9. Швецова Е.М., Крагельский И.В. Классификация видов изнашивания поверхностей деталей в условиях сухого и граничного трения / В сб. Трение и износ в машинах, вып. 8. Изд-во АН СССР, 1953. - С. 16-38.
10. Поверхностная прочность материалов при трении / Под ред. Б.И.Костецкого - Киев: Техника, 1976. - 291 с.
11. Справочник по триботехнике / Под ред. М.Хебды, А.В. Чичинадзе: в 2 Т. - Т.1. - 1989. - 400 с., Т.2 - 1990. - 420 с.
12. Справочник по трению, износу, смазке / Под ред. И.В. Крагельского. М.: Машиностроение, 1978. - Т.1. - 400 с.
13. Машков Ю.К., Полещенко К.Н., Поворознюк С.Н. Трение и модифицирование материалов трибосистем / Учеб.пособие. - М.: Наука, 2000. - 280 с.
14. Денисова Н.Е., Шорин В.А., Гонтарь И.Н., Волчихина Н.И., Шорина Н.С. Триботехническое материаловедение и триботехнология: Учеб.пособие. / Под общ.ред. Н.Е. Денисовой. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - 248 с.
15. Курдюмов Г.В., Хандрос Л.Г. // Металлофизика, 1981. - Т.3. - №2. -С.124-127.
16. Хачин В.Н. Память формы. М.: Знание, 1984. - 250 с.
17. Потекаев А.И., Савостиков В.М., Табаченко А.Н., Дударев Е.Ф., Шулепов И.А. Триботехнические и механические свойства крупнозернистого и субмикрокристаллического сплава Ti-Al-V (ВТ6) с антифрикционным многокомпонентным покрытием Ti-C-Mo-S // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2014. - Т.57. - №5. - С. 10-16.
18. Кукареко, В.А.,Горанский, Г.Г.Строение и триботехнические свойства аморфных сплавов на основе железа и никеля при трении // Трение и износ. - 2012. - Т. 33. - № 3. - С. 232-235.
19. Шевеля В.В., Трытек A.C., Соколан Ю.С. Влияние микромеханических и реологических свойств термообработанной стали на трибологические показатели// Проблемы трибологии. - 2012. - №. 2. - С. 6-12.
20. Винтайкин Е.З., Удовенко В.А., Литвин Д.Ф., Макушев С.Ю., Дмитриев В.Б. Эффект памяти формы в антиферромагнитных сплавах - марганца / Известия высших учебных заведений. Физика. - 1985. - №5. - С.104-117.
21. Овчаренко В.Е., Иванов Ю.Ф. Трибологические свойства наноструктурированной поверхности металлокерамического сплава на основе карбида титана // Известия ТПУ. - 2008. - №2. - С.114-118.
22. Малухина О.А., Хусаинов М.А., Петров Н.В. Кинетика изменения функциональных свойств никелида титана с эффектом памяти формы // Вестник НовГУ . - 2014. - №81. - С.73-75.
23. Круковский К.В., Кашин О.А., Гирсова Н.В. Закономерности изнашивания титановых сплавов ПТ-3В и ВТ6 с крупнозернистой и ультрамелкозернистой структурой // Известия ТПУ. - 2014. - №2. -С.81-90.
24. Солдатова М.И., Ходоренко В.Н., Гюнтер В.Э. Физико-механические и прочностные свойства сплавов на основе никелида титана (ТН-10, ТН-20, ТН-1В) // Известия ТПУ. - 2013. - №2. - С.135-139.
25. Zhang C., Farhat Z. N. Sliding wear of superelastic TiNi alloy //Wear. - 2009. - V. 267. - №. 1. - P. 394-400.
26. Otsuka K., Wayman C. M. (ed.). Shape memory materials. - Cambridge university press, 1999. - 287 p.
27. Gao F., Wang H. M. Dry sliding wear property of a laser melting/deposited Ti2Ni/TiNi intermetallic alloy //Intermetallics. - 2008. - V. 16. - №. 2. - P. 202-208.
28. Guangneng D. et al. Study on tribological properties of pseudoelastic Ti-Ni alloys with laser surface micro-convexes //Rare metal materials and engineering. - 2008. - V. 37. - №. 3. - P. 444-447.
29. Clayton P. Tribological behavior of a titanium-nickel alloy //Wear. - 1993. -V. 162. - P. 202-210.
30. Blednova Z. M., Rusinov P. O. Mechanical and Tribological Properties of the Composition "Steel-Nanostructured Surface Layer of a Material with Shape Memory Effect Based TiNiCu" //Applied Mechanics and Materials. - 2014. -V. 592. - P. 1325-1330.
31. Liu R., Li D. Y. Experimental studies on tribological properties of pseudoelastic TiNi alloy with comparison to stainless steel 304 //Metallurgical and Materials Transactions A. - 2000. - V. 31. - №. 11. -P. 2773-2783.
32. Neupane R., Farhat Z. Wear mechanisms of nitinol under reciprocating sliding contact //Wear. - 2014. - V. 315. - №. 1. - P. 25-30.
33. Guangneng D. et al. Tribological Performances of Molded Micro-Cratered Surface of Superelasticity TiNi Alloy // Rare Metal Materials and Engineering. - 2011. - V. 40. - №. 8. - P. 1334-1338.
34. Farhat Z., Zhang C. On the deformation of superelastic TiNi alloy //Tribology letters. - 2010. - V. 37. - №. 2. - P. 169-173.
35. Ahmadi H., Li D. Y., Nouri M. Effects of yttria addition on microstructure, mechanical properties, wear resistance and corrosive wear resistance of TiNi alloy //Journal of materials science & technology. - 2011. - V. 27. - №. 9. -P. 851-855.
36. Хандрос Л.Г., Арбузова Н.А. Мартенситное превращение, эффект памяти и сверхупругость // Металлы,электроны, решетка. К: Наукова думка, 1975. - С.109-118.
37. Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана. Структура и свойства. М.: Наука, 1992. - 160 с.
38. Лихачев В.А., Кузьмин С.П., Каменцева З.П. Эффект памяти формы. Лен.Гос.ун-т, 1987. - 215 c.
39. Сплавы с памятью формы в медицине / В.Э. Гюнтер, В.В. Котенко, М.3. Миргазизов и др. Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1986. - 208 с.
40. Гюнтер В.Э. и др. Эффекты памяти формы и их применение в медицине. Наука. Сибирское отделение. 1993. - 742 с.
41. Погребняк А.Д., Братушка С.Н., Береснев В.М., Levintant-Zayonts N. Эффект памяти формы и сверхэластичность сплавов никелида титана, имплантированных высокими дозами ионов/ Успехи химии, 2013. -Т.82. - №12. - С. 1135-1159.
42. ГюнтерВ.Э., Ходоренко В.Н., Ясенчук Ю.Ф.,ЧекалкинТ.Л. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения // Томск: Изд-во МИД, 2006. - 296 с.
43. Хачин В.Н., Мартенситная неупругость сплавов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 1985. - №5. - С.88-103.
44. Тихонов А.С., Герасимов А.П., Прохорова И.И. Применение эффекта памяти формы в машиностроении. М.Машиностроение, 1981. - 81 с.
45. Лихачев В.А., Мастерова М.В.Высокотемпературная память в TiNi // Физика металлов и металловедение. - 1983. - Т.55. - №4. - С. 814-816.
46. Каменцева З.П., Кузьмин С.П., Лихачев В.А. Исследование деформационного упрочнения никелида титана. Проблемыпрочности. -1980. - №9. -С. 87-91.
47. Otsuka K., Sakamoto H., Shimisu K. Successive stress-induced martensitic trancformation and associated trancformation pseudoelastisity in Cu-Al-Ni alloys // Acta Met., 1979. -V.27. - №4. - P. 585-601.
48. Melton K.N., Mercier O. Faticue of TiNi thermoelactic martensites // Acta Met., 1979. - V.27. - №1. - P. 133-144.
49. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. Структурно-фазовые состояния и свойства никелида титана при глубоком неоднородном пластическом деформировании // Известия вузов. Черная металлургия. -2012. - № 3. - С. 61-63.
50. Сыромякин В.И., Панин С.В., Зуев Н.А.,ЧесноковА.В. Метод измерения рельефа поверхности для исследования процессов и оценки состояния нагружения материалов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2001. - Т.44. - №11. -С. 83-88.
51. Хохлов В.А. Исследование контактного взаимодействия тел и рассеяния энергии в условиях сцепления / Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. - Томск, 1975. - 235 с.
52. Максак В.И., Хохлов В.А., Советченко Б.Ф., Тритенко А.Н. Определение нормальной и касательной контактной жесткости деталей машин при помощи емкостных датчиков // Вестник машиностроения. - 1973. - №9.
- С. 33-34.
53. Коняхин Р.И. Теория предварительных смещений применительно к вопросам контактирования деталей. Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1965. - 116 с.
54. Максак В.И., Хохлов В. А., Зитов А.И. Методика и оборудование для исследования свойств тяжелонагруженного контакта тел из материалов с ПФ // Сб. «Исследования по строительной механике и строительным конструкциям». - Томск, 1990. - С. 79-86.
55. Бабиков М.А., Коссинский А.В. Элементы и устройства автоматики. М.: Высшая школа, 1975. - 464 с.
56. КоролевГ.И. Электронные устройства автоматики. М.: Высшая школа, 1983. - 256 с.
57. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. Природа и механизмы абразивного изнашивания материалов с памятью формы на примере никелида титана // Известия Томского политехнического университета.
- 2012. - Т. 321. - № 2. - С. 108-112.
58. Джонсон К.Л. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989. - 510 с.
59. Карасик В.А. О накоплении пластических остаточных деформаций в условиях пульсирующего контактного нагружения // Машиноведение. -1973. - № 3. -С. 88-92.
60. Максак В.И., Хохлов В.А., Кащеев В.Н. Контактное взаимодействие поверхностей в условиях сжатия // Известия высших учебных заведений. Физика. - 1976. - №9. - С.122-124.
61. Максак В.И., Кащеев В.Н., Хохлов В.А. ЗадачаГерца для контакта тел в условияхадгезионного взаимодействия // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1979. - №3. - С.182-184.
62. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В., Шулепов И.А. Рассеяние энергии и адгезионные свойства квазигерцевского контакта материалов с памятью формы // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - Т. 323. - № 2. - С. 90-95.
63. Кащеев В.Н, Максак В.И., Хохлов В.А. Исследование перемещений участков поверхности контакта под действием нормальных итангенциальных сил // Сб. аннотаций НИР. - Томск, 1975.
- С.155-156.
64. Кащеев В.Н, Максак В.И., Хохлов В.А. Исследованиеконтактного взаимодействия при сжатии упругих тел // Сб. аннотаций НИР. - Томск, 1975. - С. 167-168.
65. Хохлов В.А., Максак В.И. Циклические деформации контактаметаллических тел в условиях граничной смазки // Влияние среды на взаимодействие твердых тел при трении: Тез.докл. Всес. конф.
- Днепропетровск, 1981. - С.76-77.
66. Максак В.И., Кащеев В.Н, Хохлов В.А. О природе гистерезиса при деформации механического контакта // Физико-химическая механика контактного взаимодействия и фреттинг-коррозия. - Киев, 1973. -С.141-142.
67. Максак В.И., Кащеев В.Н, Хохлов В.А.Силы сцепления на адгезионном контакте// Теория трения, смазки и износа: Тезисы докладов Всесоюз. науч.-техн. конф. - Ташкент, 1975. - Ч.2. - С.151-152.
68. Максак В.И., Хохлов В.А., Кащеев В.Н. Силы сцепления при циклическом сжатии плоских шероватых тел // Технологические методы качества машин: Тезисы Всес. семинара. -Фрунзе, 1978. - С. 38-41.
69. Кубашевский О.Н., Гопскинс Б.С.Окисление металлов и сплавов. М.: «Металлургия», 1965. - 168 с.
70. Dayson C., Lowe J. The appearance of the contact zones and the mechanism of normal adhesion with soft materials // Wear. - 1972. - V.21. - №2. -P.263-288.
71. Keller D.V. Adhesion between solids metals // Wear. - 1963. - V.6. - P. 6468.
72. Sikoraky M.E. The adhesion of metals and the factors that influence it. Bell Telephone Laboratories // Wear. - 1964. - V.7. - P.74-78.
73. Bowden F.P., Rowe G.W. The adhesion of clean metals // Proceeding of the Royal Society. - 1956. - 233A. - № 1195. - P. 18-22.
74. Айнбиндер С. Б. Новые способы сварки давлением. Изд-во: АН Латв. ССР. - Рига, 1960. - 187 с.
75. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. -М: изд-во ЛКИ, 2010. - 222 с.
76. Хохлов В.А., Закусов А.С., Исаков И.В. Структурно-фазовое состояние и свойства материалов с памятью формы на основе никелида титана в полях остаточных деформаций. // Актуальные проблемы современного материаловедения. Труды Всерос. конф. - Томск: изд-во ТПУ, 2009. -С.80-84.
77. Галсанов С.В., Потекаев А.И., Хохлов В.А. Формирование необычной структуры в никелиде титана под высоким гидростатическом давлением // Физика твердого тела: Сб. материалов XIII Росс.науч. студ. конф. -Томск, 2012. - С. 41-44.
78. Галсанов С.В., Потекаев А.И. Модель с шаровым ядром для анализа пластически деформированных зон // Материалы I Международная научная конференция «Молодёжь, наука, технологии: новые идеи и перспективы». - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2014. - С. 259-260
79. Дрозд М.С. Некоторые закономерности силового контакта упругой сферы с упругопластическим полупространством // Трение и износ. -1995. - № 2. - С. 218-226.
80. Хохлов В.А. Контактное взаимодействие и трение покоя никелида титана. Томск: Вестник ТГУ, 2004. - №32. - С. 101-108.
81. Хохлов В.А. Кинетическая нанотвердость и свойства пластически деформированного никелида титана // Современные проблемы машиностроения: Тр. II междунар. науч.- тех. конф. - Томск, 2004. - С. 107-110.
82. Галсанов С.В., Потекаев А.И. Структура поверхностных слоев, сформированная глубокими неоднородными пластическими деформациями никелида титана // Материалы I Международная научная конференция «Молодёжь, наука, технологии: новые идеи и перспективы». - Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2014. - С. 261-262.
83. Хохлов В.А.,Потекаев А.И.,Галсанов С.В. Исследование свойств никелида титана, инициированных высоким гидростатическим давлением // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - Т. 322. - № 2. - С. 130-134.
84. Клопотов А.А., Потекаев А.И, Калачева Е.С. и др. Влияние дефектов структуры на структурно-фазовые превращения в слабоустойчивых состояниях функциональных материалов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2010. - № 10/2. - С. 152-157.
85. Потекаев А.И., Клопотов А.А., Кулагина В.В. и др. Влияние деформации на температурные области мартенситных превращений в сплавах на основе ТМ // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 11. -С.40-43.
86. Клопотов А.А., Потекаев А.И.,Гюнтер В.Э., Кулагина В.В. Влияние структурных дефектов на устойчивость сплавов на основе никелида
титана / Под ред. В.Э.Гюнтера. - Томск:Изд-во «НПП «МИЦ»,2010. - С. 296-302.
87. Потекаев А.И., Клопотов А.А., Козлов Э.В., Кулагина В.В. Слабоустойчивые предпереходные структуры в никелиде титана / Под редакцией А.И.Потекаева.- Томск: Изд-во НТЛ. - 2004. - 296 с.
88. Потекаев А.И., Кулагина В.В. Слабоустойчивые состояния конденсированных систем: структурно-фазовые превращения // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013. - Т.56. - №1-2. -С. 202-212.
89. Потекаев А.И., Плотников В.А. Акустическая диссипация энергии при термоупругих мартенситных превращениях / Под редакцией А.И.Потекаева. - Томск: Изд-во НТЛ. - 2004. - 196 с.
90. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. - М.: Машиностроение,1974. - 320 с.
91. Хохлов В.А., Потекаев А.И., Табаченко А.Н., Галсанов С.В. Исследование триботехнических свойств никелида титана // Известия Томского политехнического университета. - 2012. - T. 321. -№ 2. - С. 112-116.
92. Miyoshi, Hisaski, Takada. Jun J. Mech. Eng. Lab.,1972. - V. 26. -P. 205208.
93. Тарасов С.Ю. Исследование триботехнических свойств никелида титана // Перспективные материалы. - 1998. - № 5. - С. 24-30.
94. Любарский И.М. Палатник С.Л. Металлофизика трения / М.: Металлургия, 1976. - 176 с.
95. Гельтман И.С., Рогов Н.В., Паньков В.И. Износостойкость плазменных покрытий на основе металлических соединений системы титан-никель // Трение и износ. -1985. - Т. 6. - № 1. - С. 167-170.
96. Куприянов И.Л., Шипко А.А., Наерман Я.М., Крепко Е.В. Исследование износостойкости рутиловых и никель-титановых газотермических покрытий // Трение и износ. - 1986. - Т. 7. - № 4. - С. 722-725.
97. Семида В.В., Полотай В.В., Сорокин С.М., Гончарук Н.В. Триботехнические свойства никелида титана при трении без смазки // Трение и износ. - 1995. - Т. 16. -№ 2. - С. 323-326.
98. Хохлов В.А., Потекаев А.И., Галсанов С.В. Исследование поверхностей трения материалов с памятью формы на основе никелида титана // Технические науки основа современной инновационной системы: Докл. Международной научно-технич. конф. - Йошкар-Ола, 2012. - С. 28-30.
99. Машков Ю.К. Трибологияконструкционных материалов / Учеб.пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996. - 304 с.
100. Михин Н.М. Внешние трение твердых тел. М.:Наука, 1977. - 211 с.
101. Полосаткин Г.Д., Соломеин И.А. Исследование механизма образования микроцарапины на металлах в диапозоне скоростей от 0,02 до 120 м/с // В сб.: Склерометрия / под ред. М.М. Хрущева. - М.: Наука, 1976. - 238 с.
102. Хохлов В.А., Галсанов С.В. Механизмы абразивного изнашивания материалов с памятью формы на основе никелида титана // Инновационные материалы и технологии в машиностроительном производстве: Докл. Всеросс. науч.-техн. конф. - Орск, 2011. - С. 108110.
103. Галсанов С.В. Исследование поверхностей трения материалов с памятью формы применительно к вопросам износостойкости // Тр. международной молодежной конференции «Современные методы механики». -Томск, 2012. - С. 40-42.
104. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. и др. Пластические волны в никелиде титана при скольжении сферического индентора // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - T. 322. - № 2. - С. 112-116.
105. Galsanov S.V. Potekaev A.I. Wear resistance and fatigue fracture of materaials with shape memory // Effect of external influences on the strength and plasticity of metals and alloys: Book of the International workshop
articles, 15-20 september 2015/ Ed. by M.D. Starostenkov; I.I. Polzunov Altai State Technical University - Barnaul: AltSTU publ., 2015. - P. 53-54.
106. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. Исследование усталостного износа материалов с памятью формы // Сб. материалов «^международная конференция «деформация и разрушение материалов и наноматериалов». - Москва, 2013. - С. 679-681.
107. Melton K.N., Mercier O. The effect of martensitic phase transformation on the low cycle fatigue behavior of polucrustalline Ni-Ti and Cu-Zn-Al alloys // Materials Science and Engineering. - 1979. - V. 40. - № 1. - P. 81-87.
108. Антонов О.В., Бакач Г.П., Братчиков А.Д., Будовских Е.А. и др. Эволюция структуры и свойства металлических материалов / Под общ.ред. А.И. Потекаева. - Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - 444 с.
109. Keer L.M., Brayant M.D., Haritos G.K. Subsurface and surface cracking due to Hertzian contact. Trans ASME Journal of Lubrication Technology. - 1982. - V. 104. - P. 347-351.
110. Хохлов В.А., Потекаев А.И., Галсанов С.В., Шулепов И.А. Исследование усталостного износа материалов с памятью формы // Известия Томского политехнического университета. - 2014. - T. 324. -№ 2. - С. 90-95.
111. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. Природа усталостного механизма износа материалов с памятью формы на основе никелида титана // Труды II Международной конференции: «Влияние высокоэнергетическихвоздействий на структуру и свойства конструкционных материалов» - Новокузнецк, 2013. - Т. 2. - С. 180187.
112. Хохлов В.А., Потекаев А.И., Галсанов С.В. Формирование наноструктур в поверхностных слоях никелида титана при статическом сжатии контакта и трении // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2013. -№4. - С. 62-65.
113. Mindlin, R.D. Compliance of Elastic Bodies in Contact // Journal of Applied Mechanic. Trans. Soc. Mech. Eng., 1949. - №16. - P. 259-268
114. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В. Адгезионное разрушение материалов с памятью формы на основе никелида титана в условиях трения // Письма о материалах. - 2013. - T. 3. - С. 260-263.
115. Галсанов С.В. Адгезионное разрушение никелида титана в условиях трения скольжения // Физика твердого тела: Сб. материалов XIV Росс.науч. студ. конф. - Томск, 2014. - С. 39-41.
116. Потекаев А.И., Хохлов В.А., Галсанов С.В., Табаченко А.Н. Исследование состава и свойств белых слоев, образующихся при трении материалов с памятью формы // Известия Томского политехнического университета. - 2014. - T. 324. - № 2. - С. 84-89.
117. Термомеханические соединенияэлементами с памятью формы / Чернов Д.Б., Паперский А.П., Дасьянов У. и др. // Авиационная промышленность. - 1984. - №6. - С. 63-68.
118. Хохлов В.А., Саруев А.Л., Закусов А.С., Судницкий А.А. Рациональные технологии создания термомеханических соединений // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. XII Междунар. симпозиума. - Томск, 2007. - С. 67-68.
119. Вестбрук Д.К. Интерметаллические соединения. - М.: Металлургия, 1970. - 438 c.
120. Хохлов В.А., Потекаев А.И., Галсанов С.В. Исследование релаксации напряжений в термомеханических соединениях на основе никелида титана и методы повышения их надежности // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - T. 323. - № 2. - С. 85-90.
Приложения
Утверждаю
¡Цщэекдор ООО «МедНК»
Акт внедр!
научно-технической разработки Л.И. Потекаева, C.B. Галсанова «Устройство для точного измерения микроперемещений посредством
Устройство получено в ходе исполнения диссертационной работы C.B. Галсанова на тему: «Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий».
Сущность разработки заключается в том, что рычаг, установленный на одной из контактирующих деталей при угловом перемещении вращает валик, установленный на призмах второго образца и с закрепленным на нем зеркальцем. Луч света отражается от зеркальца и попадает на метрическую шкалу, с которой считывается величина перемещения луча.
Технические особенности и характеристики устройства. Позволяет измерять перемещения с точностью до десятков микрометров в нормально и тангенциально нагруженных контактах.
Устройство успешно прошло испытания в OCX) «МедНК» и позволило получить петли гистерезиса в нормально нагруженном контакте, что не имеет прецедентов в мировой практике.
Разработка внедрена в ООО «МедНК» и используется в исследовательской практике.
Представитель авторского коллектива разработчика
оптико-механической системы»
профессор
Л.И. Потекаев
Представитель ООО «МедНК» доцент
МедНК, ООО, медицинская компания
Город: Новокузнецк, Адрес: Строителей проспект, 73а Телефон: +7 (3843) 73-93-79, E-mail: 792646@gmail.com
Утверждаю
Проректор по НРиИРСибГИУ д.т.н., iij ' Т.П. Мышляев
15 мая 201 З/.
Акт внедре^йй"^ научно-технической разработки
Мы, представители СФТИТГУ Л.И. Потекаев, C.B. Галсанов,с одной стороны, и представителиСибГИУпроф. В.Е. Громов, доц. Коновалов C.B., с другой стороны, составили акт о том, что устройство для экспериментального исследования и проверки задач Герца и Миндлина внедрено в исследовательскую практику кафедры физики СибГИУ.
Это устройство разработано для решения задач диссертационной работы C.B. Галсанова на тему«Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий».
Конструкция и технический уровень установки представляет собой каучуковые и желатиновые сферы - образцы, находящиеся в контакте со стеклянной пластиной. Установка снабжена силонагружающими и силоизмерительными системами, а также оптической системой регистрации микроперемещений.
Новизна и эффективность. Установка не имеет аналогов и позволяет создавать и измерять с высокой точностью микроперемещения. Она позволила экспериментально доказать теоретические положения Герца для сжатого контакта и теории Миндлина для сжато-сдвитого контакта.
Установка проста в эксплуатации, позволяет нагружать» измерять в широком диапазоне параметров, и весьма полезна в исследовательской практике.
Представители СибГИУ
Представитель авторского коллектива разработчика
Утверждаю
Проректор по НРиИРСибГИУ д.т.н., профессор^.П. Мышляев
15 мая 2013 /
Акт использования научно-технической разработки
Представитель СибГИУд.т.н., профессор кафедры физики БудовскихЕ.А., с одной стороны, и авторский коллектив разработки А.И. Потекаев, C.B. Гачсанов, с другой стороны, составили настоящей акт о нижеследующем.
Разработка, полученная в ходе выполнения диссертационной работы C.B. Галсанова на тему: «Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий», «метод измерения температуры трения непосредственно в зоне контакта» используется в исследовательской практике СибГИУ.
Сущность разработки применима для измерения температуры фения на машине фения СМТ-1, в которой по технологии предусмотрено измерения температур по схеме днек-контртело-колодка образец термопарой хромель-алюминь, расположенных вдали от зоны контакта, что позволяет фиксировать усредненные температуры комплекта диск-колодка.
Для точной фиксации температур вблизи зоны контакта головка термопары располагается на выходе образца из контакта (см. рис. 1), через керамическую трубку упругой пластиной нежестко прижимается к
поверхности диска.
Рис. I. Схема узла трения
Технический уровень разработки: заключается в простоте схемы, надежности и точности измерений температуры вблизи выхода диска из контакта.
Представлена техническая документация и проведены натурные испытания, показавшие высокую эффективность разработки.
- Хфвиичесша rprfan
---Ксрпуе
-ОСрыкп __ - Ж*? ж им мкл
<КО№]ПС1Ю)
Представитель авторского коллектива разработчика
Представитель СибГИУ
проф. А.И. Потекаев 1роф. Е.А. Будовских
Утверждаю Директор 00£ C.B. Райкой^
2002»
Акт внедрения научно-технической разработки
Представитель ООО «ВЕСТ 2002» д.т.н., проф. Е.А. Будовских и авторский коллектив ТГУ А.И. Потекаев, C.B. Галсановсоставили настоящий акт о том, что виедрены«методика и аппаратура для измерения микроперемещений в локальных зонах контакта термомеханических соединений» в ООО «ВЕСТ 2002» и используется в исследовательской практике.
Разработки получены при решении задач диссертационной работы C.B. 1 атсанова на тему: «Свойства и структура сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий».
Цель разработки: контроль качества соединений и выработка путей оптимизации прочностных характеристик термомеханических соединений путем использования методов контактной механики.
Принципиальные основы методики заключаются в том, что в любых, даже в труднодоступных точках контакта соединения закрепляются особым способом светодиод на трубопроводе и два фотодиода на соединительной втулке, симметрично расположенных относительно светодиода. При относительном перемещении контактирующих поверхностей симметрия нарушается, появляется ток разбалансировкн, который усиливается и фиксируется токоизмерителем.
Эффективность разработки состоит в том, что фотодатчикн могут устанавливаться в любых местах соединений трубопроводов с их компактным размещением и со сложной траектории их расположения. Кроме того устройство просто по конструкции, удобно в эксплуатации и обеспечивает вполне приемлемую точность измерений.
Разработка успешно прошла испытания. К договору приложена конструкторская документация и натурные образцы элементов методики.
Представитель авторского коллектива разработчика
Представитель СКХ) «ВЕСТ 2002»
проф. А.И. Потекаев
роф. Е.А. Будовских
Акт внедрения
научно-технической разработки «Метод измерения линейных мнкроперемещений с помощью фотодоидов» А.И. Потекаева, C.B. Галсанова
Разработка, полученная в ходе выполнения диссертационной работы C.B. Галсанова на тему: «Свойства и структу ра сплавов с памятью формы в приповерхностных слоях в условиях контактных взаимодействий», относится к области точных измерений малых перемещений при определении механических свойств материалов, а также к области диагностных жесткости и прочности контакта в соединениях элементов в конструкции.
Содержание разработки: для измерения микроиеремещений используется малогабаритный преобразователь малых перемещений, один элемент которого (светодиод) устанавливается в одной точке образца или на первой контактирующей детали. Второй элемент (два фотодиода) закрепляется во второй точке образца или на второй детали.
При возникновении деформации в материале или в контакте луч света от светодиода смещается в сторону одного из фотодиодов, изначальная равномерность светового потока нарушается. В результате на выходе фотодиодов появляется ток разбалансировки, который фиксируется
токоизмерителем.
Метод прошел успешные испытания и рекомендован для использования в лабораториях предприятия.
Представлена полная техническая документация, фото-приборы, усилитель и преобразователь.
Представитель авторского коллектива разработчика
проф. А.И. Потекаев
Представитель СибГИУ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.