Влияние поверхностного Ti-Ni-Ta сплава субмикронной толщины на механические свойства сплава TiNi до и после термоциклирования системы [поверхностный Ti-Ni-Ta сплав|TiNi-подложка]
Российский научный фонд, №97 - Конкурс 2024 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными», 24-72-00017
Дьяченко Ф.А.
1, Чепелев Д.
1, Лобань В.В.
1, Мейснер Л.Л.
11Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
Email: dfa@ispms.ru, danchep@ispms.ru, slavalob357@gmail.com, llm@ispms.ru
Поступила в редакцию: 6 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 7 марта 2025 г.
Принята к печати: 7 марта 2025 г.
Выставление онлайн: 23 апреля 2025 г.
Установлены закономерности изменения механических свойств сплава TiNi с синтезированным поверхностным сплавом на основе системы Ti-Ni-Ta толщиной <1 μm при испытаниях на кручение. Синтез проводили путем чередования операций осаждения легирующей пленки Ti60Ta40 (at.%) и жидкофазного перемешивания системы пленка|подложка с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка. Показано, что наличие поверхностного сплава приводит к сохранению напряжений начала накопления мартенситной деформации tauМ~460 MPa, увеличению ширины механического гистерезиса напряжений Δtau на ~25 MPa, а также к улучшению способности материала накапливать и возвращать неупругую деформацию γSE на ~0.2% больше по сравнению со значениями в образцах TiNi без облучения и легирования. Обнаружено, что уменьшение толщины поверхностного сплава не приводит к повышению трещиностойкости синтезированного поверхностного слоя. Установлено, что термоциклирование модифицированных образцов в интервале температур мартенситного превращения B2-B19' приводит к изменению упруго-напряженного состояния в системе [поверхностный сплав|TiNi-подложка], что оказывает влияние на снижение напряжений tauМ на ~100 MPa, а также на повышение трещиностойкости синтезированного поверхностного слоя. Ключевые слова: электронно-пучковый синтез, испытания на кручение, мартенситные превращения, морфология поверхности.
- W. Abd-Elaziem, M.A. Darwish, A. Hamada, W.M. Daoush. Mater. Des. 241, 112850 (2024). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.112850
- R. Sarvari, P. Keyhanvar, S. Agbolaghi, M.S. Gholami Farashah, A. Sadrhaghighi, M. Nouri, L. Roshangar. Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. 71, 5, 315 (2020). https://doi.org/10.1080/00914037.2020.1833010
- N. Sabahi, W. Chen, C.-H. Wang, J.J. Kruzic, X. Li. JOM 72, 3, 1229 (2020). https://doi.org/10.1007/s11837-020-04013-x
- J. Zhu, Q. Zeng, T. Fu. Corros. Rev. 37, 6, 539 (2019). https://doi.org/10.1515/corrrev-2018-0104
- U. Roshan, R. Amarasinghe, N. Dayananda. J. Rob. Networking Artif. Life 5, 3, 194 (2018)
- J.M. Jani, M. Leary, A. Subic, M.A. Gibson. Mater. Des. 56, 1078 (2014). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.11.084
- R. Braga, P. Freitas Rodrigues, H. Cordeiro, P. Carreira, M.T. Vieira. Mater. 15, 14, 4787 (2022). https://doi.org/10.3390/ma15144787
- M. Mehrpouya, H. Cheraghi Bidsorkhi. Micro Nanosyst. 8, 2, 79 (2016). https://doi.org/10.2174/1876402908666161102151453
- A. Nespoli, S. Besseghini, S. Pittaccio, E. Villa, S. Viscuso. Sens. Actuators A 158, 1, 149 (2010). https://doi.org/10.1016/j.sna.2009.12.020
- В.С. Калашников, В.В. Коледов, В.Г. Шавров, В.А. Андреев, А.В. Несоленов, Д.С. Кучин, Р.Д. Карелин. Радиотехника и электроника 68, 4, 338 (2023). https://doi.org/10.31857/S0033849423040046 [V.S. Kalashnikov, V.V. Koledov, V.G. Shavrov, V.A. Andreev, A.V. Nesolenov, D.S. Kuchin, R.D. Karelin. J. Commun. Technol. Electron. 68, 4, 400 (2023). https://doi.org/10.1134/S1064226923040046]
- F. Sun, L. Jordan, V. Albin, V. Lair, A. Ringuede, F. Prima. ACS Omega 5, 6, 3073 (2020). https://doi.org/10.1021/acsomega.9b04312
- Е.Ю. Гудимова, Л.Л. Мейснер, С.Н. Мейснер, О.И. Шабалина, А.А. Бощенко, А.Е. Баев, С.И. Винтизенко. ЖТФ 90, 4, 671 (2020). https://doi.org/10.21883/JTF.2020.04.49094.184-19 [E.Yu. Gudimova, L.L. Meisner, S.N. Meisner, O.I. Shabalina, A.A. Boshchenko, A.E. Baev, S.I. Vintizenko. Tech. Phys. 65, 4, 645 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063784220040088]
- Патент N 2017137653/15(065731) РФ, МПК A61L 27/06, B82B 1/00, C22C 45/10, A61L 31/18, C22C 45/04, C23C 28/00. Способ синтеза рентгеноконтрастного поверхностного Ti-Ta-Ni сплава с аморфной или аморфно-нанокристаллической структурой на подложке из TiNi сплава. Л.Л. Мейснер, А.Б. Марков, Г.Е. Озур, В.П. Ротштейн, С.Н. Мейснер, Е.В. Яковлев, Е.Ю. Гудимова, В.О. Сёмин. Патентообладатель ИФПМ СО РАН, ИСЭ СО РАН. Опубл. 11.04.18
- Ф.А. Дьяченко, В.О. Семин, М.Г. Остапенко, Л.Л. Мейснер. ФТТ 65, 4, 609 (2023). https://doi.org/10.21883/FTT.2023.04.55298.24 [F.A. D'yachenko, V.O. Semin, M.G. Ostapenko, L.L. Meisner. Phys. Solid State 65, 4, 593 (2023). https://doi.org/10.21883/PSS.2023.04.56000.24]
- Ф.А. Дьяченко, В.В. Лобань, В.О. Семин, Д.В. Чепелев, М.Г. Остапенко, Л.Л. Мейснер. ФТТ 66, 7, 1239 (2024). [F.A. D'yachenko, V.V. Loban', V.O. Semin, D.V. Chepelev, M.G. Ostapenko, L.L. Meisner. Phys. Solid State 66, 1193 (2024).]
- M.G. Ostapenko, V.O. Semin, L.L. Meisner, F.A. D'yachenko, S.N. Meisner, E.M. Oks, K.P. Savkin, A.B. Markov, E.V. Yakovlev, S.I. Yuzhakova, D.V. Chepelev, V.V. Loban'. Russ. Phys. J. 66, 5, 503 (2023). https://doi.org/10.1007/s11182-023-02968-3
- F.A. D'yachenko, D.V. Chepelev, L.L. Meisner. Springer Proceed. Phys. 412, 55 (2024). https://doi.org/10.1007/978-981-97-1872-6_9
- L.L. Meisner, V.P. Rotshtein, V.O. Semin, A.B. Markov, E.V. Yakovlev, S.N. Meisner, D.A. Shepel, A.A. Neiman, E.Yu. Gudimova, F.A. D'yachenko, R.R. Mukhamedova. Mater. Charact. 166, 110455 (2020). https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110455
- F.A. D'yachenko, V.O. Semin, A.R. Shugurov, M.G. Ostapenko, L.L. Meisner. Surf. Coat. Technol. 474, 130123 (2023). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.130123
- F.A. D'yachenko, V.O. Semin, M.G. Ostapenko, L.L. Meisner, A.B. Markov, E.V. Yakovlev. Russ. Phys. J. 66, 12, 1287 (2024). https://doi.org/10.1007/s11182-023-03074-0
- C.-W. Chi, Y.-L. Deng, J.-W. Lee, C.-P. Lin. J. Formosan Med. Associat. 116, 5, 373 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jfma.2016.07.003
- H. Jia, F. Liu, Z. An, W. Li, G. Wang, J.P. Chu, J.S.C. Jang, Y. Gao, P.K. Liaw. Thin Solid Films 561, 2 (2014). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.12.024
- C.M. Lee, J.P. Chu, W.Z. Chang, J.W. Lee, J.S.C. Jang, P.K. Liaw. Thin Solid Films 561, 33 (2014). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.08.027
- H. Tobushi, A. Ikai, S. Yamada, K. Tanaka, C. Lexcellent. J. Physique IV France 06, C1, 385 (1996). https://doi.org/10.1051/jp4:1996137
- С.П. Беляев, Н.Н. Реснина, К.О. Аншукова. Письма в ЖТФ 39, 5, 26 (2013). [S.P. Belyaev, N.N. Resnina, K.O. Anshukova. Tech. Phys. Lett. 39, 3, 284 (2013).]
- А.А. Чуракова, Д.В. Гундеров, А.В. Лукьянов, Ю.А. Лебедев. Lett. Mater. 3, 2, 166 (2013). https://doi.org/10.22226/2410-3535-2013-2-166-168
- H. Tobushi, K. Date, K. Miyamoto. J. Solid Mech. Mater. Eng. 4, 7, 1094 (2010). https://doi.org/10.1299/jmmp.4.1094
- Г.Е. Озур, Д.И. Проскуровский. Физика плазмы 44, 1, 21 (2018). https://doi.org/10.7868/S0367292118010146 [G.E. Ozur, D.I. Proskurovsky. Plasma Phys. Rep. 44, 1, 18 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063780X18010130]
- А.Б. Марков, А.В. Миков, Г.Е. Озур, А.Г. Падей. Приборы и техника эксперимента 6, 122 (2011). [A.B. Markov, A.V. Mikov, G.E. Ozur, A.G. Padei. Instrum. Exp. Tech. 54, 6, 862 (2011). https://doi.org/10.1134/S0020441211050149]
- ГОСТ 3565--80 Металлы. Метод испытания на кручение. Изд-во стандартов (1980). 17 с
- A. Bhaduri. Mechanical Properties and Working of Metals and Alloys. Springer Singapore, Singapore. (2018). 748 p. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7209-3
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.