Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Необычные свойства обычных металлов - Займовский В.А.

Займовский В.А., Колупаева Т.Л. Необычные свойства обычных металлов — М.: Наука, 1984. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neobichniesvoystvaobichnihmetalov1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 52 >> Следующая


108

Рис. 61.
давление кольца ослабло и его можно было снять с пальца. А уж потом мы объяснили ему, что процесс восстановления формы еще только начинался, и в интервале от 30 до 37 °С была реализована лишь часть возможного усилия.

Напряжения, которые развивает сплав, если ему мешают вспоминать исходную форму, могут достигать 1000 МПа, что равносильно давлению в 10 000 атм.

Рис. 62.

Поэтому сплав, запоминающий форму, может не только причинять боль, но и совершать полезную работу при нагреве. Простейшая схема двигателя — стержень из такого сплава, жестко закрепленный одним концом (рис. 63). Изогнув его (в пределах допустимой деформации), подвешиваем груз и нагреваем деформированный участок стержня. Возвращаясь к исходной прямолинейной форме, стержень поднимает груз. Заметим, что в этом Двигателе нет обычного для тепловой машины газообразного «рабочего тела».

Масса груза, который может поднять стержень из нашего сплава, конечно, ограничена: как и обычные «забывчивые» металлы, сплав имеет предел упругости

109
и предел прочности, т. е. при определенных напряжениях он будет пластически деформироваться и далее разрушаться. Сплаву в этом смысле безразлично, нагружаем ли мы его в разрывной машине или так, как на рисунке, хотя в этом случае мы можем условно принять, что стержень нагружает себя сам (если отвлечься от того, что мы все же участвуем в этом, подводя к деформированному участку тепло).

Рис. 63.

Если масса груза такова, что необходимое для его подъема напряжение не превышает предела упругости сплава, то стержень распрямится полностью. В положении 3 мы зафиксируем лишь небольшой упругий прогиб стержня, величину которого легко рассчитать по закону Гука.

Наращивая груз, мы как бы требуем, чтобы сплав развивал все более и более высокое напряжение. Наступает момент, когда он уже не в силах поднимать гирю,

110
а это значит, чго под действием возникающих в стержне напряжений происходит обычная «дислокационная» пластическая деформация. Вся та деформация, которая могла бы исчезнуть при возвращении к прежней форме, превращается в остаточную. Стержень забывает исходную прямолинейную форму и принимает новую — изогнутую. Именно она отпечатается теперь в его памяти, и если после охлаждения мы снимем груз и распрямим стержень, то при последующем нагреве он будет возвращаться к своей новой форме 2.

Нередки случаи, когда в силу определенных причин (см. гл. 5) резко ограничивается способность металлов к пластической деформации, они становятся хрупкими. Хрупкий металл разрушается без заметной остаточной деформации при напряжениях, не превышающих предела упругости. Если привести в такое состояние сплав, из которого изготовлен стержень, то, начав поднимать груз, он в какой-то момент развалится на куски. Как мы уже договорились, сплав сам нагружал себя (мы только подводили тепло), поэтому этот его поступок можно считать самоубийством. Стержень покончил с собой, мучительно вспоминая свою прежнюю форму и пытаясь поднять непосильный груз.

§ 5. Пророки древние и современные

Американский ученый, доктор Симон, занимающийся применением сплавов с памятью формы в медицине, считает, что это свойство было известно еще в библейские времена. Согласно библейской легенде Господь однажды приказал пророку Моисею бросить на землю жезл, который тот держал в руке, и жезл тут же превратился в змея. Господь велел Моисею схватить змея за хвост, и змей снова превратился в жезл в его руке. He будем относиться к этой истории серьезно, HO внешне эволюция формы жезла действительно очень сходна с тем, что происходит с запоминающими сплавами.

Современная история вопроса начинается, пожалуй, с 1932 г., когда известный металлофизик Оландер на собрании Шведского металлургического общества сообщил о «резиноподобном поведении» сплава золота с кадмием. Он впервые столкнулся с необычным явлением,

ш
которое мы теперь называем сверхупругостью, но причины его еще долгое время оставались неясными.

В 1948 г. один из крупнейших советских металлофи-зиков академик Г. В. Курдюмов предсказал, а уже в следующем году вместе со своим сотрудником Л. Г. Ханд-росом экспериментально обнаружил новый тип внутренних превращений в сплавах. Нам придется разобраться, в чем суть этих превращений, поскольку, как выяснилось позже, именно они ответственны за проявление сверхупругости и ЭЗФ в сплавах, в которых эти эффекты выражены наиболее ярко. В 1980 г. это было признано открытием и его авторы получили соответствующий диплом, а само явление — название «эффект Курдю-мова».

Всего через два года после опубликования работ Г. В. Курдюмова, в 1951 г., американские ученые Чэн и Рид обнаружили, что сплав золота с кадмием, который теперь называют сплавом Оландера, помимо сверхупругости способен проявлять и ЭЗФ. А в 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе уже демонстрировался при-

112
митивный двигатель со стержнем из этого сплава, построенный именно по той схеме, которую мы рассмотрели (рис. 63).

Однако все эти изыскания до 1963 г. воспринимались многими как нечто экзотическое, не имеющее никакого прикладного значения; красивые фокусы и ничего более. 1963 год стал переломным, отношение к эффектам запоминания формы и сверхупругости резко изменилось. Сотрудники лаборатории военно-морской артиллерии США Бюлер и другие, ведя планомерный поиск сплавов, обладающих высокой стойкостью против коррозии, натолкнулись на сплав никеля с титаном с приблизительно равным содержанием этих двух компонентов. Каждый из двух металлов хорошо сопротивляется коррозии, и сплав получился в этом отношении отличным. Кроме того, оказалось, что он имеет высокую прочность и пластичность. Ho вовсе неожиданным и замечательным было то, что он проявлял ярко выраженную способность к запоминанию формы, или сверхупругость, или и то и другое вместе. Величина аномальной деформации, которая исчезала при разгрузке (сверхупругость) или при нагреве (память), составила как раз около 10 %.
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 52 >> Следующая