Материалы с эффектом памяти формы

Термомеханические соединения трубопроводов являются наиболее отработанной в производственном отношении и традиционной областью применения материалов с эффектом памяти формы. Широкие технологические возможности и высокие эксплуатационные характеристики обусловили массовое использование данныхматериалов в авиакосмической, атомной технике и судостроении.За последние 25 лет компании"Райхэм" и "ГрумманАэроспейс" поставили свыше миллиона термомеханических муфт для сборки соединений трубопроводов боевых самолетов Соединенных Штатов типаБ-52 и Ф-16. Гидрогазовые коммуникации ядерных силовых установок более сотни подводных и надводных кораблей военно-морского флотаВеликобритании и Соединенных Штатов смонтированы с применением муфт типа "Крайофит". При этом соединение имеет такое качество, что за весь срок эксплуатации не наблюдалось ни одного отказа или потери герметичности на магистралях с давлением до 45 МПа. Широкая номенклатура муфт позволяет их использовать в процессе ремонта подводных морских трубопроводов диаметром до 200 мм на глубине до одного километра.ЗаключениеЭффект памяти формы представляет собой восстановление формы конструктивного элемента, которую ему придали при температуре фазового превращения, если этот элемент будет нагрет. При этом восстанавливается пластическая деформация в пределах 6,8 % (никелид титана, нитинол). Если формоизменение деформированного материала при восстановлении формы ограничить, возникают напряжения величиной порядка 600¸700 МПа при пределе текучести этих сплавов 80 МПа. Именно эти деформации и усилия и используются при создании силовых электромеханических исполнительных механизмов из современных интеллектуальных материалов.Тем не менее, несмотря на достаточно широкие возможности сплавов с эффектом памяти формы, им присущи также существенные недостатки, которые не позволяют им получить широкое применение в промышленности.В настоящее время их применение ограничено только отдельными нишами рынка. Это связано с решением прикладных и фундаментальных задач: обработка и получениенедорогих и высококачественных материалов; моделирование и точное прогнозирование их поведения; оптимальное проектирование; управлениетемпературами фазовых превращений и микроструктурой; четкое понимание эффектов гистерезиса, усталости, деградации, старения и фазовой нестабильности этих сплавов.Для компенсации этих недостатков необходимо создание новых экономичных технологий обработки поверхности и нанесения покрытий из сплавов с эффектом памяти формы. Помимоэтого, синергетический эффект при использовании покрытий дает возможность объединять свойства двух и более материалов (материала основы и покрытия из сплавов с эффектом памяти формы) с получением композитов, обладающих характеристиками, которые не могут быть получены при использовании одного материала.Список использованной литературы1. Ооцука K. Сплавы с эффектом памяти формы / K.Ооцука, К.Симидзу, Ю. Судзуки // Под ред. Х. Фунакубо. – М.: Металлургия, 1990. – 224с.2. Материалы с эффектом памяти формы / Справочник: Под ред. Лихачева В.А. – Т. 1. – СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. – 424 с. / Т. 2. – СПб.: Издво НИИХ СПбГУ, 1998. – 374 с. / Т. 3 – СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998, 474 с. / Т. 4. – СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. – 268 с.3. Новые материалы / Под ред. Ю.С. Карабасова. – М.: МИСиС, 2002. – 736с.4. Otsuka K. Martensitic transformation in nonferrous shape memory alloys / K. Otsuka, X. Ren // J.Materials Science and Engin. – 1999. - A273-275. – p.89-105.5. Хачин В.Н. Никелид титана. Структура и свойства / В.Н. Хачин, В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев. – М.: Наука. – 1992. – 160 с.6. Лихачев В.А. Эффект памяти формы / В.А.Лихачев, С.Л. Кузьмин, З.П. Каменцева. – Л.: ЛГУ, 1987. – 216с.7. Chau E.T.F., Friend C.M., Allen D.M., Hora J., Webster J.R. A technical and economic appraisal of shape memory alloys for aerospace applications // Mater. Sci. Eng. A. 2006.Vol. 438—440.P. 589—592.8. Zoeram A.S., Akbari Mousavi S.A.A. Laser welding of Ti—6Al—4V to nitinol // Mater. Design. 2014. Vol. 61. P. 185—190.9. Shiue R.K., Wu Shyi-Kaan. Infrared brazing Ti50Ni50 and Ti—6Al—4V using the BAg-8 Braze alloy // Mater. Trans. 2005. Vol. 46. No. 9. P. 2057—2066.10. Сенкевич К.С., Князев М.И., Рунова Ю.Э., Шляпин С.Д. Особенности формирования диффузионного соединения TiNi—ВТ6 // Металловедение и терм.обраб. металлов. 2013. No. 8.С. 21—24.11. Otsuka K., Wayman C.M. Mechanism of shape memory effect and superelasticity // Shape memory materials., eds. Otsuka K. and Wayman C.M. – Cambridge University Press, Cambridge, 1998. – pp. 27-48.12. ХаррисонДж.Д., Ходгсон Д.Е. Использование сплавов системы Ti-Ni в механических и электрических соединениях // Эффект памяти формы в сплавах / Под ред. В.А. Займовского. – М.: Металлургия, 1979. – С. 429-434.13. Вольченко Д.А. Сплавы с памятью формы // Автомобильная промышленность. – 1991. – №8. – С. 30-31.14. Пушин В.Г., Прокошкин С.Д., Валиев Р.З. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч. I. Структура, фазовые превращения и свойства. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 440 с.