Отчет о научно-исследовательской работе по проекту РНФ №15-12-10014 «Создание высокопрочных и пластичных наноструктурированных сплавов с высокообратимыми эффектами памяти формы для термо-, электро- и магнитомеханических Smart-систем нового поколения»

Объект исследования – литые тройные сплавы трех групп: Ti - Ni - Me (в которых в качестве легирующего металла вместо никеля в В2 - решетке использованы Fe, Co или Cu, а вместо титана , соответственно, Zr, Nb или Hf); Ni - Mn - Me (где в качестве легирующих металлов по подрешеткам L21 - сверхструктуры Ga, Fe, Co, Cu, Sn, Pb); Cu - Zn, Cu - Zn - Al, Cu - Al - Ni с изменяемыми соотношениями легирующих элементов Zn, Al, Ni, которые образуют с медью В2 или D03 атомноупорядоченные твердые растворы ниже TC. Цель работы – получение по средством целевого легирования, БЗР и МПД перспективных ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов , которые способны испытывать ТМП , обладать обусловленными ими высокообратимыми ЭПФ и приобретут повышенные прочностные и пластичные характеристики, необходимые в механических smart-системах. Основные результаты и выводы. Были синтезированы и аттестованы лабораторные образцы 80 сплавов систем Ti - Ni, Ti - Ni - Cu, Ti - Ni - Hf, Ti - Ni - Co, Ti - Ni - Fe, Ni - Mn - Ga, Ni - Mn - Ga - Cu, Ni - Mn - Ga - Co, Ni - Mn - Ga - Fe, Cu - Zn, Cu - Al - Ni, Cu - Al - Zn. Пластичные МЗ состояния в сплавах впервые удалось обеспечить, используя горячую осадку прессом или ковку с последующей термообработкой (ТО). Методом быстрой закалки из расплава или методом кручения под высоким давлением с последующей ТО были получены пластичные образцы УМЗ сплавов в виде тонких лент или дисков. Выявлены общие закономерности и конкретные особенности трансформации структуры и структурно-фазовых превращений, обеспечивающих создание оптимальных МЗ и УМЗ состояний в сплавах. Систематический анализ полученных результатов позволил сделать важные обобщающие выводы об общих принципах легирования исследуемых сплавов.Принцип Юм-Розери физического, химического и геометрического (размерного) подобия, известный для твердых атомнонеупорядоченных металлических растворов, обобщен для применения к подрешеткам металлических сверхструктур (B2, D03, L21) на основе никелида титана и других. При теоретической разработке двухмерной и квазитрехмерной атомистической модели ТМП для сплавов обосновано применение простых межатомных потенциалов типа Леннарда-Джонса и Морзе для моделирования ТМП.