Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия:

А. И. Ковтунов, профессор кафедры «Cварка, обработка материалов давлением и родственные процессы», докт. техн. наук, доцент, эл. почта: akovtunov@rambler.ru
Д. И. Плахотный, инженер, cтарший преподаватель кафедры «Cварка, обработка материалов давлением и родственные процессы», эл. почта: d01125@mail.ru

Сплавы на основе никелидов титана обладают высокими механическими свойствами, а также комплексом специальных свойств: эффектом памяти формы, сверхупругостью, высоким уровнем демпфирования и коррозионной стойкости, биосовместимостью. Для получения никелидов титана применяют разнообразные технологии: выплавку в дуговых и индукционных вакуумных печах, электролиз расплавленных сред, спекание, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, которые отличаются высокой энергоемкостью процессов и значительной стоимостью. Для снижения стоимости получения сплавов на основе никелида титана была предложена технология двухдуговой плавки в аргоне с применением электродных проволок из титана и никеля, позволяющая получать не только заготовки и детали необходимой формы из этих сплавов, но и наплавленные слои на поверхности уже готовых изделий. Проведенные исследования процессов формирования никелидов титана двухдуговым плавлением показали, что химический состав образцов определяется режимами электродугового плавления электродных проволок и прежде всего отношением скоростей подачи никелевой и титановой проволок. Содержание никеля в полученных образцах изменялось в пределах 34,1–60,1 %. Структуру образцов определяли отношением скоростей подачи электродных проволок; она была представлена фазами: α(Ti); NiTi₂; NiTi. Структура на основе NiTi2 и Ti формируется при отношении скорости подачи никелевой проволоки к скорости подачи титановой проволоки равном 0,38. При отношении скоростей подачи в интервале 0,44–0,86 структура образцов представлена фазами NiTi2 + NiTi. Однофазная структура на основе никелида титана (NiTi) при двухдуговой плавке в среде аргона формируется при соотношении скоростей подачи порядка 1–1,14 никелевой и титановой проволок одинакового диаметра.

1. Хусаинов М. А. Фазовые переходы в сплавах никелида титана с эффектом памяти формы. Ч. 2. // Вестник Новгородского государственного университета. 2015. Т. 86. № 3. С. 81–84.
2. Petrini L., Migliavacca F. Biomedical Applications of Shape Memory Alloys // Journal of Metallurgy. 2011. Vol. 2011. Р. 1–15.
3. Zao Y., Tan K., Zhou Y. et al. Materials for biological applications // Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 59. P. 193–202.
4. Tomić S., Rudolf R., Brunčko M., Anžel I., Savić V., Čolić M. Response of monocyte-derived dendritic cells to rapidly solidified nickel-titanium ribbons with shape memory properties // European Сells and Мaterials. 2012. Vol. 23. P. 58–81.

5. Лотков А. И., Хачин В. Н., Гришков В. Н., Мейснер Л. Л., Сивоха В. П. Сплавы с памятью формы. Т. 2. // Физическая мезомеханика и компьютерно е конструирование материалов. — Новосибирск : Наука, 1995. C. 202–213.
6. Otsuka K., Ren X. Physical metallurgy of Ti–Ni-based shape memory alloys // Progress in materials science. 2005. Vol. 50. No. 5. P. 511–678.
7. Гудимова Е. Ю. Структурно-фазовые состояния, формируемые путем импульсного электронно-пучкового легирования танталом поверхностных слоев никелида титана, и физико-механические свойства слоевых композитов (TiNi – Ta)/TiNi : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. — Томск : ИФПМ СО РАН, 2015. — 225 c.
8. Шуйцев А. В. Структура и функциональные свойства интерметаллида TiNi, полученного спеканием гидридно-кальциевых порошков : автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 2016. — 131 c.
9. Браун А., Вестбрук Д. Методы получения интерметаллидов / под ред. И. И. Корнилова : пер. с англ. — М. : Металлургия, 1970. C. 197–232.
10. Frenzel J. et. al. High quality vacuum induction melting of small quantities of NiTi shape memory alloys in graphite crucibles // Journal Aloys and Compounds. 2004. Vol. 385. P. 214–223.
11. Итин В. И., Найбороденко Ю. С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. — Томск : ТГУ, 1989. — 214 с.
12. Аникеев С. Г. Структурно-фазовые особенности и свойства пористо-проницаемых сплавов на основе никелида титана, полученных методами высокотемпературного синтеза и спекания : дис. … канд. физ.-мат. наук. — Томск : Сибирский физико-технический институт, 2016. — 196 с.
13. Семистенов Д. А., Ковтунов А. И., Плахотный Д. И. Двухдуговая наплавка железо-алюминиевых сплавов // Инновации технических решений в машиностроении и транспорте : сб. статей II Всероссийской научно-технической конференции для молодых ученых и студентов с международным участием. — Пенза : Пензенская госу дарственная сельскохозяйственная академия, 2016. С. 277–282.
14. Ковтунов А. И., Плахотный Д. И., Бочкарев А. Г. Технология наплавки постоянных кокильных покрытий // Литейщик России. 2015. № 4. С. 26–28.
15. Криштал М. М., Ясников И. С., Полунин В. И. и др. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения. — М. : Техносфера, 2009. — 208 с.
16. ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения тверддости по Роквеллу. — Введ. 01.01.1969. — М. : Межгосударственный стандарт, 1959.
17. Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. — М. : МИСиС, 2005. — 432 с.
18. Коновалов А. В., Куркин А. С., Макаров Э. Л., Неровный В. М., Якушин Б. Ф. Теория сварочных процессов : учебник для вузов / под ред. В. М. Неровного. — М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — 752 с.
19. Диаграммы состояния двойных металлических систем : справочник : в 3 т. : Т. 1 / под общ. ред. Н. П. Лякишева. — М. : Машиностроение, 1996. — 992 с.
20. Бледнова Ж. М., Степаненко М. А. Роль сплавов с эффектом памяти формы в современном машиностроении : научно-образовательный курс. — Краснодар: Кубанский государственный технологический университет, 2012. — 69 с.