Mechanical and Tribological Properties of Multifunctional Composition «Matrix - Material with Shape Memory Effect»

The properties of multifunctional composition steel - alloy with shape memory effect based on TiNi, TiNiCu, NiAl are studied. Composition is obtained in conditions of high-energy impacts (TIG and laser welding, plasma and high-speed flame spraying) with formation of the structures ranging from fine-grained to the nanoscale one. Experimental studies have shown the efficiency of the developed technologies providing composites with enhanced wear resistance, fatigue limit, and durability in conditions of friction-cyclic low-cycle loading. Increase in wear-fatigue characteristics is attributed to the process caused by the joint action of cyclic loading and reversing friction. It is shown that temperature increase in the friction zone in the surface-modified layer of the material with a shape memory effect observed in conditions of friction-mechanical fatigue triggers austenite-martensite transformation while the pressure arising upon friction at the same time results in plasticity of transformation due to formation of martensite strain.

композиция «сталь , сплав с эффектом памяти формы», высокоэнергетическое воздействие, трибологические свойства, фрикционно-механическая усталость, мартенситно-аустенитные превращения, composition «steel - alloy with shape memory effect», high-energy impact, tribological properties, friction-mechanical fatigue, martensite-austenite transformation

1. Наноинженерия поверхности. Формирование неравновесных состояний в поверхностных слоях материалов методами электронно-ионно-плазменных технологий / Под ред. Н. З. Ляхова, С. Г. Псахье. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. - 276 с.

2. Бледнова Ж. М., Махутов Н. А., Русинов П. О. Перспективы использования материалов с памятью формы для формирования многофункциональных покрытий на изделиях машиностроительного назначения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 11. С. 49 - 56.

3. Научные основы повышения малоцикловой прочности / Под ред. Н. А. Махутова. - М.: Наука, 2006. - 602 с.

4. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч. I. Структура, фазовые превращения и свойства / Под ред В. Г. Пушина. - Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 438 с.

5. Бледнова Ж. М., Махутов Н. А., Чаевский М. И. Поверхностное модифицирование материалами с эффектом памяти формы. - Краснодар: «Издательский Дом-Юг», 2009. - 354 с.

6. Тарасов С. Ю. Исследование триботехнических свойств никелида титана / Перспективные материалы. 1998. № 5. С. 24 - 30.

7. Li D. Y., Liu D. Y. The mechanism responsible for high wear resistance of Pseudo-elastic TiNi alloy - a novel tribo-material / J. Wear. 1999. Vol. 225 - 229. P. 777 - 283.

8. Li D. Y. Development of novel tribo-composites with TiNi shape memory alloy matrix / Wear. 2003. Vol. 255. P. 617 - 628.

9. Гришков В. Н., Лотков А. И., Тимкин В. Н. Структурные превращения и эволюция мезоструктуры при деформировании гетерогенно-слоевых сплавов на основе TiNi / Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. Спецвыпуск. Ч. 2. С. 131 - 134.

10. Кульков С. Н., Рудай В. В. Микроструктура композиционного материала TiC-TiNi с микроградиентной структурно-неустойчивой матрицей / Изв. вузов. Физика. 2012. № 5/2. С. 167 - 169.

11. Babanli M. B. The mechanical properties of rapid-hardened multi-component alloys on tini basis near crystallization temperature / Fizika. 2007. CILD. N 5. P. 67 - 73.

12. Бледнова Ж. М., Русинов П. О. Формирование наноструктурированных поверхностных слоев плазменным напылением механоактивированных порошков из сплавов с ЭПФ / Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5. № 3 - 4. С. 58 - 64.

13. Бледнова Ж. М., Будревич Д. Г., Махутов Н. А., Чаевский М. И. Структурно-механические свойства материалов, поверхностно-модифицированных сплавами с эффектом памяти формы / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69. № 9. С. 61 - 64.

14. Бледнова Ж. М., Махутов Н. А., Степаненко М. А. Особенности структуры и свойств поверхностных слоев из сплава с эффектами памяти формы, используемых в термомеханических соединениях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2006. Т. 72. № 5. С. 42 - 49.

15. Русинов П. О., Бледнова Ж. М., Балаев Э. Ю. Методические подходы и технические решения по формированию наноструктурированных поверхностных слоев Ti-Ni высокоскоростным газопламенным напылением / Изв. Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. № 4(2). С. 484 - 488.

16. Qian L., Zhou Z., Sun Q. The role of phase transition in the fretting behavior of NiTi shape memory alloy / Wear. 2005. Vol. 259. P. 309 - 318.

17. Mayrhofer P. H., Mitterer C., Musil J. Structure-property relationships in single- and dual-phase nanocrystalline hard coatings / Surface Coating Technol. 2003. Vol. 174 - 175. P. 725 - 731.

18. Андреев А. А. Вакуумно-дуговое модифицирование поверхности стальных изделий / Физическая инженерия поверхности. 2007. Т. 5. № 3 - 4. С. 140 - 148.

19. Колубаев А. В., Сизова О. В., Тарасов С. Ю., Колубаев Е. А., Иванов Ю. Ф. Эволюция структуры поверхностного слоя металлов в условиях трения скольжения / Трение и износ. 2007. Т. 28. № 6. С. 582 - 590.