Исследование влияния термообработки на микроструктуру и механическое поведение сплава Ti_49,0Ni_51,0 в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях

Объектом исследования является изучение влияния температуры отжига на механические свойства сплава Ti_49,0Ni_51,0 в крупнозернистом и ультрамелкозернистом (УМЗ-1 и УМЗ-2) состояниях. В ходе исследования были выявлены зависимости влияния исходной структуры сплава Ti_49,0Ni_51,0 и структуры сформировавшейся в процессе старения в широком диапазоне температур, на механические характеристики сплава. Были проведены исследования с целью изучения зависимости свойств от вида обработки. Были исследованы микроструктура с помощью оптической и просвечивающей микроскопии, механические свойства, а также проведен фрактографический анализ. Установлено, что температура отжига в значительной степени влияет на механические характеристики сплава Ti_49,0Ni_51,0. При проведении отжига в диапазоне температур старения и при более высоких температурах наблюдается снижение предела прочности и повышение пластичности. Проведение интенсивной пластической деформации методом равноканального углового прессования позволило достичь высоких значений предела прочности и предела текучести без снижения пластичности.

1. Мухаметжанов Х., Бекарисов О. С., Мухаметжанов Д. Ж., Карибаев Б. М., Дюсенбаев Н. Н., Жанаспаев Т. М. Научное обоснование использования биокомпозитного материала из гранул пористого никелида титана, обогащенного тромбоцитарной массой для костной пластики // Traumatology and Orthopаedics of Kazakhstan. – 2021. – № 4 (60). – C 10–30.

2. Марченко Е. С., Гордиенко И. И., Козулин А. А., Байгонакова Г. А., Борисов С. А., Гарин А. С., Черный С. П., Чойнзонов Е. Л., Кульбакин Д. Е. Исследование биосовместимости пористых 3D TiNi имплантатов в условиях in vivo // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. – 2024. – № 39 (1). – С. 184–193.

3. Jani J. M., Leary M., Subic A., Gibson M. A. A review of shape memory alloy research, applications and opportunities // Materials & Design (1980–2015). – 2014. – V. 56. – P. 1078–1113.

4. Валиев Р. З., Александров И. В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. – М.: Академкнига, 2007. – 398 с.

5. Churakova A., Gunderov D., Kayumova E. The Investigation of Microstructure and Mechanical Behavior and the Fractographic Analysis of the Ti49.1Ni50.9 Alloy in States with Different Activation Deformation Volumes // Appl. Sci. – 2021. – V. 11. – P. 3052.

6. Kuranova N. N., Makarov V. V., Pushin V. G., Ustyugov Y. M. Influence of Heat Treatment and Deformation on the Structure, Phase Transformation, and Mechanical Behavior of Bulk TiNi-Based Alloys // Metals. – 2022. – V. 12. – P. 2188.

7. Komarov V., Karelin R., Cherkasov V., Postnikov I., Korpala G., Khmelevskaya I., Yusupov V., Kawalla R., Prahl U., Prokoshkin S. Deformation Behavior of NiTi Shape Memory Alloy Subjected to Severe Torsion Deformation // Procedia Structural Integrity. – 2025. – V. 69. – P. 76–79.

8. Karelin R., Komarov V., Khmelevskaya I., Andreev V., Yusupov V., Prokoshkin S. Structure and properties of TiNi shape memory alloy after low-temperature ECAP in shells // Materials Science and Engineering: A. – 2023. – V. 872. – P. 144960.

9. Khmelevskaya I. Yu., Prokoshkin S. D., Trubitsyna I. B., Belousov M. N., Dobatkin S. V., Tatyanin E. V., Korotitskiy A. V., Brailovski V., Stolyarov V. V., Prokofiev E. A. Structure and properties of Ti–Ni-based alloys after equal channel angular pressing and high-pressure torsion // Materials Science and Engineering A. – 2008. – V. 481–482. – P. 119–122.

10. Лотков А. И., Гришков В. Н., Дударев Е. Ф. и др. Формирование ультрамелкозернистого состояния, мартенситные превращения и неупругие свойства никелида титана после «abc»-прессования // Вопросы материаловедения. – 2008. – № 1 (53). – С.161–165.

11. Huang J., Xu Z. Evolution mechanism of grain refinement based on dynamic recrystallization in multiaxially forged austenite // Materials Letters. – 2006. – V. 60. – P. 1854–1858.

12. Столяров В. В., Прокофьев Е. А., Прокошкин С. Д., Добаткин С. В., Трубицына И. Ю., Хмелевская И. Б., Пушин В. Г., Валиев Р. З. Структурные особенности, механические свойства и эффект памяти формы в сплавах TiNi, подвергнутых равноканальному угловому прессованию // Физика металлов и металловедение. – 2005. – Т. 100, № 6. – С. 91–102.