Сплавы с памятью формы Ni-Ti и их составляющие

Предисловие к сплавам с памятью формы

Сплавы с памятью формы или SMA - это такие сплавы, которые всегда склонны "помнить" свою первоначальную форму. Это означает, что они запоминают свою форму в холодном состоянии и возвращаются к своей предварительно деформированной или исходной форме при нагревании. Некоторые другие названия, под которыми известны сплавы с памятью формы, - это сплавы с памятью, металл с памятью, умные сплавы с памятью и т. д. SMA, как правило, имеют небольшой вес и применяются в различных областях. Ниже перечислены некоторые виды использования и применения сплавов с памятью формы.

Похожие материалы: Нитинол - удивительный сплав с памятью формы

1. Основные области применения SMA

Сплавы с памятью формы используются в нескольких отраслях промышленности, например, в аэрокосмической отрасли для производства самолетов и двигателей, для снижения шума самолетов и т.д.
- Эти сплавы с памятью формы также используются в трубопроводах, например, в водопроводах, нефтепроводах и т.д.
- Еще одна область применения сплавов с памятью формы - автомобильная промышленность.
- Эти сплавы также используются в робототехнике, телекоммуникациях, оптометрии, стоматологии и медицине.
- Многие двигатели изготавливаются с использованием сплавов с памятью, а ортопедическая хирургия - еще одна область, где они могут применяться.

2. Сплавы с памятью формы Ni-Ti

Ni-Ti сплавы с памятью формы - это такие сплавы с памятью, которые изготавливаются с использованием никеля и титана, причем примерно в равных количествах. Кроме этих двух элементов, для изготовления сплавов с памятью формы могут использоваться медь, цинк, золото и железо, но Ni-Ti является наиболее распространенным сплавом с памятью. Существует множество причин использования этих двух элементов для создания сплавов с памятью формы, основные из которых приведены ниже:

- Сплавы с памятью формы Ni-Ti предпочтительны, поскольку они стабильны, практичны и демонстрируют превосходные термомеханические характеристики по сравнению с другими металлами.
- Предел текучести SMA на основе Ni-Ti меньше, чем у стали, но известно, что некоторые композиции могут давать лучший предел текучести, чем пластик и даже алюминий. На самом деле, предел текучести Ni-Ti может достигать 500 МПа.
- Использование сплавов на основе Ni-Ti может привести к высокому уровню восстанавливаемой пластической деформации.

3. Производство Ni-Ti SMAs

Ni-Ti, или нитинол, очень сложно создать или изготовить. Это связано с исключительно жестким контролем состава, который необходим, и с исключительно высокой реакционной способностью металла титана. Для получения нитинола сегодня используются два основных метода плавки:

- Вакуумно-дуговая переплавка - метод, при котором электрическая дуга возникает между сырьем и водоохлаждаемой медной ударной плитой. Эта процедура плавления происходит в условиях высокого вакуума. В качестве формы используется водоохлаждаемая медь, и в процессе плавки не вводится углерод.
- Вакуумно-индукционная плавка - это метод получения нитинола, который осуществляется с помощью альтернативных магнитных полей для нагрева сырья в тигле. Этот процесс также осуществляется в высоком вакууме, но с той лишь разницей, что в него вводится углерод.

Нет никаких доказательств того, что один из этих методов лучше другого, и оба имеют свои преимущества.