Формирование наноструктур методами термомеханической обработки и повышение функциональных свойств сплавов Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta с памятью формы
Для описания свойств СПФ используют функциональные характеристики, основными из которых служат величина обратимой деформации, реактивное напряжение, генерируемое в условиях восстановления формы при внешнем противодействии, степень восстановления формы, температурные интервалы прямого и обратного мартенситного превращения. Все функциональные свойства СПФ — структурно-чувствительные. В свою очередь… Читать ещё >
Содержание
- 1. Аналитический обзор литературы по теме диссертации
- 1. 1. Общие требования к металлическим материалам для медицинских имплантов
- 1. 1. 1. Биосовместимость
- 1. 1. 2. Биомеханическая совместимость
- 1. 1. 3. Прочие требования
- 1. 2. Типы металлических материалов для медицинских имплантов
- 1. 2. 1. Коррозионностойкие стали
- 1. 2. 2. Кобальт и сплавы на основе системы Со-Сг
- 1. 2. 3. Технически чистый тантал
- 1. 2. 4. Технически чистый цирконий
- 1. 2. 5. Титан и титановые сплавы
- 1. 3. Титановые сплавы с памятью формы
- 1. 3. 1. Фазовые превращения в титановых сплавах с памятью формы
- 1. 3. 2. Влияние содержания никеля и ниобия на функциональные свойства СПФ на основе титана
- 1. 3. 3. Термическая и термомеханическая обработка СПФ на основе титана
- 1. 4. Цели и задачи работы
- 1. 1. Общие требования к металлическим материалам для медицинских имплантов
- 2. Материалы и методики исследования
- 2. 1. Описание материалов
- 2. 2. Термическая и термомеханическая обработка
- 2. 3. Методики исследования
- 3. Структурообразование в СПФ ТьМэ^г, ТьЫЬ-Та при термомеханической обработке
- 3. 1. Предварительные исследования
- 3. 2. Электронномикроскопический анализ
- 4. Исследование механического и термомеханического поведения СПФ Т1-ЫЬ^г, Т1-ЫЬ-Та
- 4. 1. Предварительные исследования
- 4. 2. Результаты функциональных усталостных испытаний
- 4. 3. Термомеханические функциональные испытания
- 5. Влияние дополнительного старения на фазовый состав, структуру и свойства СПФ Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta
- 6. Низкотемпературное рентгенографическое исследование in situ превращений под нагрузкой в СПФ Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta
- 6. 1. Испытательный модуль для низкотемпературной рентгеновской приставки
- 6. 2. Превращения в СПФ Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta в цикле охлаждения-нагрева в отсутствии и в присутствии нагрузки
- Выводы
Формирование наноструктур методами термомеханической обработки и повышение функциональных свойств сплавов Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta с памятью формы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Активное развитие медицинской имплантологии требует создания новых материалов для имплантов, которые повысят их приживаемость и надежность. Металлы широко используются в качестве материалов для ортопедических имплантов (замена коленных, локтевых, тазобедренных и прочих суставов), стоматологических протезов, черепно-лицевых протезов, сердечнососудистых имплантов. Однако в силу специальных требований к материалам для медицинских изделий, таких как биохимическая и биомеханическая совместимость с тканями и жидкостями человеческого тела, и условиям их стерилизации только ограниченный круг металлических материалов может быть использован для создания медицинских имплантов. Для ортопедических и стоматологических имплантов крайне важно сочетание механических характеристик импланта и костной ткани. Так модуль Юнга должен быть близок к модулю костной ткани, величина которого составляет 1−11 ГПа для губчатой ткани, 7−30 ГПа для плотной, а предел текучести материала импланта должен превышать предел текучести костной ткани (30 — 70 МПа), в сочетании с достаточным запасом пластичности. Несовпадение этих параметров может привести к разрушению импланта или его потере.
К наиболее перспективным металлическим материалам для медицинских имплантов относятся сплавы с памятью формы (СПФ) на основе системы 'П-]ЧЬ, в частности, гП-11Ь-7г и 'П-ЫЬ-Та. Эти сплавы, как и другие СПФ, благодаря реализации в них обратимого термоупругого мартенситного превращения проявляют в определенных термомеханических условиях эффект сверхупругости (псевдоупругости), что, в сочетании с соответствующим «размягчением» решетки, приближает их механическое поведение к поведению костной ткани. Преимущество сплавов «П-ЫЬ^г и Тл-ЫЬ-Та состоит в том, что в их состав входят только биосовместимые компоненты, в отличие от традиционных СПФ на основе Тл-№, которые имеют более высокие функциональные свойства, но содержат токсичный никель.
Для описания свойств СПФ используют функциональные характеристики, основными из которых служат величина обратимой деформации, реактивное напряжение, генерируемое в условиях восстановления формы при внешнем противодействии, степень восстановления формы, температурные интервалы прямого и обратного мартенситного превращения. Все функциональные свойства СПФ — структурно-чувствительные. В свою очередь для целенаправленного формирования структуры сплава наиболее эффективна термомеханическая обработка (ТМО). Так, ТМО в виде холодной пластической деформации и последеформационного отжига (ПДО) позволяет эффективно управлять функциональными свойствами традиционных СПФ Ть№ и достичь наиболее полной реализации их ресурса. Поэтому, естественным было предположение, что с помощью ТМО и в случае СПФ на основе Ть№> можно обеспечить максимальную биомеханическую совместимость наряду с высокой биохимической совместимостью. Кроме того, при исследовании СПФ Т1-№ было показано, что в отношении их функциональных свойств наиболее эффективно определенное сочетание наноструктур, созданных при ТМО. На момент начала настоящей работы систематические исследования влияния ТМО на структуру и свойства СПФ на основе ТМЧЬ отсутствовали, что и обусловило формулирование цели настоящей работы:
Изучить взаимосвязь между фазовым состоянием, структурой и функциональными свойствами термомеханически обработанных СПФ Т1-ЫЬ^г, ТьЫЬ-Тадобиться максимальной реализации потенциала функциональных свойств, заложенного в этих СПФ, с точки зрения их биомедицинского применения, особенно сверхупругого поведения и сопротивления функциональной усталости, путем оптимизации их структуры методами термомеханической обработки.
Для реализации поставленной цели работы были определены следующие задачи:
• Проведение термомеханической обработки СПФ ТьЫЬ^г. Т1-МЬ-Та;
• Исследование влияния термомеханической обработки на структуру и фазовое состояние СПФ ТьЫЬ^г, ТьКЬ-Та;
• Исследование влияния термомеханической обработки на механические и функциональные свойства СПФ ТьЫЬ^г, ТьТ^Ь-Та.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Экспериментально установлено, что пластическая деформация прокаткой с истинной деформацией до е=2 не приводит к аморфизации СПФ на основе ТьЫЬ. Последеформационный отжиг по определенным режимам позволяет сформировать наносубзеренную структуру в Р-фазе, а в случае исходной интенсивной деформации — ее смесь с нанокристаллической.
2. Обнаружено различное влияние низкотемпературного старения на усталостные функциональные свойства термомеханически обработанных СПФ Т1-ЫЬ-7г и 11−1МЬ-Та вследствие разной склонности к образованию со-фазы при старении.
3. Экспериментально установлено, что при отогреве в мартенситном интервале без нагрузки развиваются независимые превращения со—>-(3 и а" —>(3, при отогреве под нагрузкой протекают сначала превращения со—ф и р—>а" или (ю+р)—>а" и переориентация а" -мартенсита, а затем а" —"р. Впервые показано, что генерация реактивного напряжения в СПФ на основе Ть1МЬ при нагреве является результатом протекания под нагрузкой обратного а" —+Р, но не со—>(3 превращения.
4. Экспериментально показано, что единственным источником возникновения и исчезновения неоднородных микронапряжений, вызывающих обратимое уширение рентгеновских линий Р-фазы в СПФ Тл-Мэ^г и «П-ЫЬ-Та под нагрузкой и в ходе нагрева-охлаждения является обратимое термоупругое мартенситное превращение.
5. Показано, что температурная зависимость параметров решетки а" -мартенсита в отсутствие напряжения и под напряжением одинакова и при этом менее выражена в СПФ ТШЬ-2г по сравнению с СПФ «П-ИЬ-Та и ТьМЬ.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Определен режим ТМО СПФ Ть22МЬ-62г (ат.%) для биомедицинского применения, обеспечивающий формирование наносубзеренной структуры Р-фазы и позволяющий добиться более полной биомеханической совместимости: холодная пластическая деформация со степенью е=0.37 и последеформационный отжиг при 600 °C, 30 минут.
2. Определен режим ТМО СПФ Т1−22ЫЬ-6Та для биомедицинского применения, обеспечивающий формирование наносубзеренной структуры р-фазы и позволяющий добиться более полной биомеханической совместимости: холодная пластическая деформация со степенью е=0.3, последеформационный отжиг при 500 °C, 1 ч и дополнительное низкотемпературное старение при 300 °C. 1ч.
3. При одинаковом структурном состоянии дополнительное низкотемпературное старение термомеханически обработанных СПФ «П-ЫЬ^г и Тл-ЫЬ-Та для биомедицинского применения приводит к улучшению комплекса функциональных свойств сплава «П-МЬ-Та, и в то же время негативно сказывается на функциональных свойствах сплава Тл-ЫЬ^г, значительно охрупчивая сплав.
4. Кристаллографический ресурс обратимой деформации СПФ Ti-22Nb-6Zr примерно в два раза больше, чем у СПФ Тл-22№>-6Та и зависит от температуры. Установлена его температурная зависимость в интервале мартенситных превращений.
Положения, выносимые на защиту:
1. Экспериментальные данные, показывающие следующее:
• Термомеханическая обработка СПФ П-1ЧЬ-7,г и Тл-ЫЬ-Та для биомедицинского применения позволяет сформировать наносубзеренную структуру (3-фазы и тем самым эффективно улучшить комплекс их функциональных свойств, определяющих их биомеханическую совместимость.
• Различное влияние дополнительного старения на функциональные свойства термомеханически обработанных СПФ ТьТЧЬ^г и Т1->Л>Та, вследствие разной склонности к образованию ю-фазы при старении.
• Температурная зависимость параметров решетки мартенсита в СПФ на основе ТьЫЬ аналогична их температурной зависимости в СПФ на основе Т1-№ и заключается в их стремлении при нагреве к соответствующим параметрам решетки высокотемпературной фазы, связанных с первыми «генетически».
• Кристаллографический ресурс обратимой деформации в СПФ на основе ТьЫЬ зависит от температуры и уменьшается с ее повышением. Кроме того, кристаллографический ресурс обратимой деформации в СПФ Ть1ЧЬ-2г для биомедицинского применения практически в два раза выше, чем в СПФ Тг-ЫЬ-Та для биомедицинского применения с одинаковой атомной долей третьего элемента.
• В сплаве ТМЧЬ-7г при отогреве со—>Р и Р—нх" превращения протекают только в случае действия внешней нагрузки, а генерация реактивного напряжения в СПФ на основе ТьЫЬ при нагреве является результатом протекания под нагрузкой обратного а" —"р, но не со—>Р превращения.
Причиной обратимого уширения рентгеновских линий Р-фазы в СПФ на основе И-ЫЬ при сверхупругой деформации и охлаждении-нагреве, свободном и под нагрузкой, является обратимое мартенситное превращение.
2. Установленные режимы и рекомендации по проведению термомеханической обработки СПФ ТиТЧЬ^г и ТиЫЬ-Та для биомедицинского применения, позволяющие добиться наиболее полной биомеханической совместимости с плотной костной тканью.
Выводы.
1. Методами дифракционной электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа установлено, что умеренная холодная пластическая деформация (е~0.3) биосовместимых сплавов с памятью формы (СПФ) Ti-21.8Nb-6Zr (TNZ) и Ti-19.7Nb-5.8Ta (TNT) (ат.%) формирует развитую дислокационную субструктуру в ß—фазе. При переходе к интенсивной пластической деформации (е~2) наряду с развитой дислокационной субструктурой возможно локальное формирование нанокристаллической структурыаморфизации структуры не происходит. В деформированных сплавах присутствуют также в ограниченном количестве а" -мартенсит, аи оо-фазы.
2. При последеформационном отжиге до 450 °C структура ß—фазы СПФ TNZ и TNT изменяется мало. Выше 450 °C в случае исходной умеренной деформации (е~0.3) в ß—фазе формируется полигонизованная субструктура: наносубзеренная при температуре отжига 500 °C, переходная к субмикронной при 550 °C, субмикронная при 600 °C (все 1ч). В случае исходной интенсивной деформации (е~2) в этом интервале температур отжига наблюдаются как мало-, так и высокоугловые разориенгировки. В СПФ TNT наносубзеренная структура сохраняется до 600 °C. Рекристаллизация ß—фазы в СПФ TNZ и TNT происходит в интервале 600−700°С.
3. Методами измерения микротвердости, статических и циклических механических испытаний установлено, что комбинированная термомеханическая обработка (ТМО), включающая умеренную холодную пластическую деформацию с последеформационным отжигом, формирующим наносубзеренную структуру ß—фазы, а также дополнительное низкотемпературное старение при 300 °C, приводящее к оптимальному выделению дисперсных наночастиц со-фазы, позволяет эффективно улучшить комплекс функциональных свойств СПФ Ti-Nb-Zr и Ti-Nb-Ta для достижения наилучшей биомеханической совместимости: понизить модуль Юнга до 25−40 ГПа, уменьшить накопленную при механоциклировании остаточную деформацию до -1% после 100 циклов и увеличить более чем в 10 раз усталостную долговечность по сравнению с исходном состоянием. Различное влияние дополнительного старения на функциональные свойства СПФ Ti-Nb-Zr и Ti-Nb-Ta обусловлены гораздо большей склонностью первого к выделению со-фазы при старении и как следствие — быстрым «перестариванием».
4. Основными причинами более совершенного и долговечного сверхупругого поведения СПФ Ti-Nb-Zr по сравнению с Ti-Nb-Ta является меньшая степень реализации кристаллографического ресурса обратимой деформации етах в каждом механоцикле. Это обусловлено существенно большей величиной етах СПФ Ti-Nb-Zr и более высоким фазовым пределом текучести вследствие более высокого положения температуры сверхупругой деформации относительно его температурного интервала мартенситных превращений по сравнению с СПФ Ti-Nb-Ta.
5. Разработан и использован в экспериментах специальный нагружающий модуль с рабочим элементом из СПФ Ti-Ni, действующим на основе обратимого ЭПФ, для низкотемпературной камеры ТТК450 дифрактометра PANalytical X’Pert Pro, позволивший провести низкотемпературное рентгенографическое исследование in situ превращений в СПФ под нагрузкой в интервале температур -150.+15°С.
6. При свободном охлаждении в СПФ Ti-Nb-Ta происходит дополнительное образование а" -мартенсита из основной ß—фазы. В СПФ TNZ в этих условиях появляются а" - и «атермическая» м-фазы. Воздействие напряжения в состоянии (?+a") при -150°С приводит к заметному увеличению количества а" -мартенсига и со-фазы в СПФ TNZ и небольшому увеличению количества а" -мартенсита в TNT. При последующем отогреве без нагрузки СПФ TNZ параллельно развиваются обратные со—>ßи a" —>? превращения. При отогреве от -150°С под нагрузкой закономерность превращений изменяется: сначала параллельно развиваются превращения со—>ßи ?—>a" или (?+co)—>a", а затем происходит переход к обратному превращению a" —>?. Отогрев под нагрузкой СПФ Ti-Nb-Zr и Ti-Nb-Ta сопровождается частичной переориентацией а" -мартенсита.
Генерация реактивного напряжения в СПФ на основе Ti-Nb при нагреве является результатом протекания под нагрузкой обратного а" —>ß-, но не со—>ßпревращения.
7. При изменении температуры в интервале -150°С.АК в СПФ Ti-Nb-(Ta, Zr) наблюдаются обратимые изменения параметров орторомбической решетки а" -мартенсита, которые при отогреве направлены в сторону соответствующих (связанных с ними «генетически») параметров решетки ß—фазы в ее ГЦТ-представлении. Эта закономерность является общей для СПФ на основе Ti-Nb и Ti-Ni. Она проявляется как в отсутствии, так и в присутствии внешней нагрузки, и в СПФ Ti-Nb-Zr менее выражена. Максимальная деформация решетки при.
138 мартенситном ß-—>а" превращении (кристаллографический ресурс обратимой деформации) СПФ TNZ примерно в два раза больше, чем у СПФ TNT: при Ткомн smax~4.5% против -2.5% в приближении монокристалла и 4.2 и 2.3% в приближении изотропного поликристалла. Он уменьшается в интервале температур -150°С. -75 °С с 5.7% до 5.3% для СПФ TNZ и с 3.5 до 2.5% в интервале температур -150°С. Ткомн для СПФ TNT.
8. Единственным источником возникновения и исчезновения неоднородных микронапряжений, вызывающих обратимое уширение рентгеновских линий ß—фазы СПФ на основе Ti-Nb при нагрузке-разгрузке при постоянной температуре и в ходе охлаждения-нагрева (свободного или под нагрузкой) в температурном интервале обратимого термоупругого мартенситного превращения, является образование при охлаждении или деформации и исчезновение при нагреве или разгрузке термоупругого а" -мартенсита.
9. Для обработки материала медицинских имплантов рекомендованы следующие режимы ТМО, обеспечивающие наиболее совершенное и долговечное сверхупругое поведение при наименьшей величине модуля Юнга СПФ. Для TNZе=0.37 + ПДО 600 °C, 30 мин., формирующий наносубзеренную структуру ß—фазы с размером субзерен около 100 нм. Для TNT — ?=0.37 + ПДО 500 °C, 1 ч + старение 300 °C, 1ч, формирующий наносубзеренную структуру ß—фазы с наноразмерными (в пределах 10 нм) частицами со-фазы.
Список литературы
- Davis, J.R., Handbook of materials for medical devices. 2004: ASM International. 350.
- Temenoff, J.S. and A.G. Mikos, Biomaterials: The interection of biology and materials science. 2008, New Jersey: Pearson Prentice Hall. 502.
- Donachie, M., Biomaterials, Metals Handbook Desk Edition. 2 ed. 1998: ASM International.
- Niinomi, M., Recent titanium R&D for biomedical applications in Japan. JOM, 1999. 51(6): p. 32−34.
- Ranter, B.D., et al., Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine 2ed. 2004, San Diego: Elsevier Academic Press. 863.
- Spine. Z. http://www.endius.eom/z/ctl/op/global/action/l/id/9193/template/pc/navid/9640. Trabecular Metaltm Technology 23/2/2009.
- Hastings G.W., Ducheyne P., Natural and living biomaterials. 1984, Boca Raton, Florida: CRC Press, Inc. 167.
- Cowin C.S., Bone mechanics, ed. C. PRESS. Vol. p.8. 1989.182.
- RESEARCH, T.A.S.F.B.A.M., Primer on the metabolic bone diseases and disorders of mineral metabolism. 1999, Lippincott Williams&Wilkins. p. 263.
- Sevilla P., Aparicio C., Planell J.A., Gil F.J., Comparison of the mechanical properties between tantalum and nikel-titanium foams implant materials for bone ingrowth applications. Journal of Alloys and Compounds, 2007. 439: p. 67−73.
- Fung Y.C., Biomechanics. Mechanical properties of living tissue. Second ed. 1993: Springr-Verlag.
- Park J. В., Lakes R.S. Biomaterials: an introduction (3 rd ed.), N.Y.: Springer, 2007.
- Agrawal, C.M., Reconstructing the human body using biomaterials. JOM, 1998. 50(Compendex): p. 31−35.
- Дорожкин С.В., Агатопоулус С. Обзор рынка // Химия и жизнь.-2002.-№ 2.-С. 810.
- Тантал // Химическая энциклопедия / Химик.ру. URL: http://www.xumuk.ni/encyklopedia/2/4312.html (дата обращения 28.01.2010).
- Levine B.R., Sporer S., Poggie R.A., Delia Valle C.J., Jacobs J.J., Experimental and clinical performance of porous tantalum in orthopedic surgery. Biomaterials, 2006. 27: p. 46 714 681.
- ASM, CARPENTER CP TITANIUM GRADE 4: Unalloyed titanium (til28). Alloy Digest Material Data Sheet, 2002.
- Титан // Химическая энциклопедия / Химик.ру. URL: http://www.xumuk.rU/encyklopedia/2/4478.html (дата обращения 28.01.2010).
- Long, М., Rack, Н. J., Titanium alloys in total joint replacement a materials science perspective. Biomaterials, 1998. 19(18): p. 1621−1639.
- Davis, J.R., Metals Handbook: desk edition. 2 ed. 1998: ASM Inernetional. 1525.
- Murray, J.L., Ti (Titanium) Binary Alloy Phase Diagrams. ASM Handbooks Online, 1987.
- Физическое материаловедение (вып. 2) / под ред. Кана Р. (перевод с англ. под ред. Новикова И.И.). М., Мир, 1968, 492 с.
- Курдюмов Г. В., Хандрос Л. Г. О термоупругом равновесии фаз при мартенситных превращениях. // Доклады Академии наук СССР. 1949. — Т. 66. — № 2. — С. 211−214.
- Wada К., Liu Y. Factors affecting the generation of stress-assisted trwo-way memory effect in NiTi shape memory alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2005. — V.40. — P. 163−170.
- Khalil-Allafi J., Eggeler G., Dlouhy A., Schmahl W.W., Somsen Ch. On the influence of heterogeneous precipitation on martensitic transformation in a Ni-rich NiTi shape memory alloy // Materials Science and Engineering. 2004. — A378. — P. 148−151.
- Новые материалы. / Под ред. Карабасова Ю. С. М., МИСиС, 2002, С. 378−380.
- Никелид титана. Структура и свойства. / Хачин В. Н., Кондратьев В. В., Пушин В. Г. -М., Наука, 1992, 160 с.
- Предпереходные явления и мартенситные превращения. / Пушин В. Г., Кондратьев В. В., Хачин В. Н. УрО РАН, Екатеринбург, 1998, 368 с.
- Ильин А.А. Сплавы с эффектом запоминания формы (обзор) // Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ. 1991. -Т. 25. — С. 3−59.
- Эффект памяти формы. / Лихачев В. А., Кузьмин С. Л., Каменцева З. П. Л., Изд-во Ленинградского университета, 1987, 216 с.
- Brailovski, V., Prokoshkin, S., Terriault, P., Trochu, F., ed. Shape memory alloys: fundamentals, modeling and application. 1ere ed. 2003, Ecole de Technologie Superieure: Montreal. 844.
- Материалы с эффектом памяти формы. Справочное издание. Т. 1. / Под ред. В. А. Лихачева. СПб., НИИХ СПбГУ, 1997, 424 с.
- Эффекты памяти формы и их применение в медицине. / Под ред. Монасевича Л. А. Новосибирск, Наука, Сибирское отд., 1992, 742 с.
- Сплавы с термомеханической памятью и их применение в медицине. / Журавлев В. Н., Пушин В. Г. Екатеринбург, УрО РАН, 2000, 150 с.
- Shape Memory Materials. / Edited by Otsuka K., Wayman C.M. Cambridge Universiry Press, 1998, 284 p.
- Shape Memory Implants. / Ed. Yahia. L. Springer, 1999, 350 p.
- Prokoshkin S.D., Pushin V.G., Ryklina E.P., Khmelevskaya I.Yu. Application of titanium nickelide based alloys in medicine // Phys. Met. Metallogr. 2004. — У .91. — Suppl.l. — P. 5696.
- V. Brailovski, et al., Functional properties of nanocrystalline, submicrocrystalline and polygonized Ti-Ni alloys processed by cold rolling and post-deformation annealing. Journal of Alloys and Compounds, 2011, 2011 v 509, n 5, p 2066−2075
- Moore, T.L.A., Gibson, L. J., Microdamage accumulation in bovine trabecular bone in uniaxial compression. Transactions of the ASME. Journal of Biomechanical Engineering, 2002. 124(Copyright 2002,1EE): p. 63−71.
- В.Г.Путин, С. Д. Прокошкин, Р. З. Валиев и др. Сплавы никелида титана с памятью формы. Часть 1. Екатеринбург: УрО РАН, 2006, 439 с.
- Lawes F., Wallbaum H.J. Naturwissenschaften. 1939. — V.27. — No.3. — P. 674−681.
- Otsuka, K., Ren, X., Physical metallurgy of Ti-Ni-based shape memory alloys. Progress in Materials Science, 2005. 50(5): p. 511−678.
- Материалы с эффектом памяти формы. Справочное издание. Т. 3. / Под ред. В. А. Лихачева. СПб., НИИХ СПбГУ, 1998, 474 с.
- Philip, T.V. and Р.А. Beck, CsCl-type ordered structures in binary alloys of transition elements. Journal of Metals, 1957. 9(10, Sec 2): p. 1269−1271.
- Tadaki, T. and C.M. Wayman, Electron microscopy studies of martensitic transformations in Ti50Ni50-xCux alloys. II. Morphology and crystal structure of martensites. Metallography, 1982. 15(Copyright 1982, IEE): p. 247−58.
- Зельдович В.И., Хомская И. В., Фролова Н. Ю. и др. О зарождении R-мартенсита в никелиде титана. // ФММ. 2001. — Т. 92. — № 5.
- Da Silva Е.Р. Calorimetric analysis of the two-way memory effect in a NiTi alloy -experiments and calculations // Scripta Materialia. 1999. — V.40. — No. 10. — P. 1123−1129.
- Tobushi H., Kimura K., Sawada Т., Hattori Т., Lin P.-H. Recovery Stress Associated with R-phase Transformation in TiNi Shape Memory Alloy // JSME International Journal. -1994. Series A. — V.37. — No.2 — P. 138−142.
- Коротицкий A.B. Концентрационные, температурные и деформационные зависимости параметров решетки мартенсита в бинарных сплавах Ti-Ni. Дисс. на соискание уч.ст. к.ф.-м.н. — М.: МИСиС, 2004, 119 с.
- Marquez J., Slater Т., Sczerzenie F. Determination the transformation temperatures of TiNi alloys using differential scanning calorymetry // Proc. Of SMST-97, Asilomar Conf. Center, Pacific Grove, California, USA. 1997. — P. 13−18.
- Zhou Y., Zhang J., Fan G., Ding X., Sun J., Ren X., Otsuka K. Origin of 2-stage R-phase transformation in low-temperature aged Ni-rich Ti-Ni alloys // Acta Materialia. 2005. — V.53. -P. 5365−5377.
- Prokoshkin S.D., Korotitskiy A.V., Brailovski V., Turenne S., Khmelevskaya I.Yu., Trubitsyna LB. On the lattice parameters of phases in binary Ti-Ni shape memory alloys // Acta Materialia. 2004. — V.52. — P. 4479−4492.
- Kim, J.I., et al., Shape memory characteristics of Ti-22Nb-(2−8)Zr (at.%) biomedical alloys. Materials Science and Engineering A, 2005. 403: p. 334−339.
- Banerjee, R., et al., Strengthening mechanisms in Ti-Nb-Zr-Ta and Ti-Mo-Zr-Fe orthopaedic alloys. Biomaterials, 2004. 25(Copyright 2004, IEE): p. 3413−19.
- Li, S.J., et al., Ultrafine-grained c-type titanium alloy with nonlinear elasticity and high ductility. Applied Physics Letters, 2008. 92.
- Ping, D.H., Mitarai, Y., Yin, F.X., Microstructure and shape memory behavior of a Ti-30Nb-3Pd alloy. Scripta Materialia, 2005. 52: p. 1287−1291.
- Kim, H.Y., Kim, J.I., Inamura, Т., Hosoda, H., Miyazaki, S., Effect of thermo-mechanical treatment on mechanical properties and shape memory behavior of Ti-(26−28)at.% Nb alloys. Material Science and Engineering, 2006. A 438−440: p. 839−843.
- Miyazaki, S., Kim, H.Y., Hosoda, H., Development and characterization of Ni-free Ti-base shape memory and superelastic alloys. Material Science and Engineering, 2006. A 438−440 p. 18−24.
- Gasik, M.M., Yu, H.. Phase Equilibria and Thermal Behaviour of Biomedical Ti-Nb-Zr Alloy, in 17th Plansee Seminar, International conference on high performance P/M materials. 2009.
- Kobayashi, S., et al., Phase decomposition in a Ti-13Nb-13Zr alloy during aging at 600C. Materials Transactions, 2002. 43(Copyright 2003, IEE): p. 2956−63.
- Geetha, M., et al., Effect of thermomechanical processing on evolution of various phases in Ti-Nb-Zr alloys. Journal of Alloys and Compounds, 2004. 384(Copyright 2005, IEE): p. 13 144.
- Kim, H.Y., Ikehara, Y., Kim, J.I., Hosoda, H., Miyazaki, S., Martensitic transformation, shape memory effect and superelasticity of Ti-Nb binary alloys. Acta Materialia, 2006. 54: p. 2419−2429.
- Baker, C., The Shape-Memory Effect in a Titanium-35 wt.% Niobium. Alloy. Metal Science Journal, 1971. 5: p. 92−100.
- Khalil Allafi J., Ren X., Eggeier G. The mechanism of multistage martensitic transformations in aged Ni-rich NiTi shape memory alloys // Acta Materialia. 2002. — Y.50. -P. 793−803.
- Зельдович В.И., Пушин В. Г., Фролова Н. Ю. и др. Фазовые превращения в сплавах никелида титана. I. Дилатометрические аномалии. // ФММ. 1990. — № 8. — С. 90−96.
- Morinaga, М., Murata, Y., Yukawa, Н., Molecular orbital approach to alloy design, in Applied Computational Materials Modeling: Theory, Simulation and Experiment, G. Bozzolo, Noebe, R.D., Abel, P.B., Editor. 2007, Springer p. 255−306.
- Abdel-Hady, M., K. Hinoshita, and M. Morinaga, General approach to phase stability and elastic properties of -type Ti-alloys using electronic parameters. Scripta Materialia, 2006. 55(Compendex): p. 477−480.
- Abdel-Hady, M., et al., Phase stability change with Zr content in -type Ti-Nb alloys. Scripta Materialia, 2007. 57(Copyright 2007, The Institution of Engineering and Technology): p. 1000−3.
- М.И.Петржик, С. Г. Федотов, Ю. К. Ковнеристый, Н. Ф. Жебынева. Влияние термоциклирования на структуру закаленных сплавов системы Ti-Ta-Nb. МиТОМ, 1992, № 3, с.27−29.
- M.I.Petrzhik, S.G.Fedotov. Thermal stability and dynamics of martensite structure in Ti-(Ta, Nb) alloys. Proc. XVI Conf. On Applied Crystallography, Cieszyn: World. Sci. Publ, 1995, p.273−276.
- М.И.Петржик, Ю. К. Ковнеристый. Накопление и возврат деформации в закаленных сплавах Ti-Ta-Nb. Тез. докл. н.-т. Семин. «Термомеханическая обработка металлических материалов», М.: МИСиС, 1994, с. 9.
- М.И.Петржик, М. Р. Филонов, К. А. Печеркин и др. Износостойкость и механические свойства сплавов медицинского назначения. Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 2005, № 6. с. 33−41.
- Эффект памяти формы в сплавах. / Пер. с англ. Ред. Займовского В. А. М., Металлургия, 1979, 472 с.
- Klialil-Allafi J., Dlouhy A., Eggeler G. Ni4Ti3-precipitation during aging of NiTi shape memory alloys and its influence on martensitic phase transformations // Acta Materialia. 2002. -V.50.-P. 4255−4274.
- Лотков А.И. и др. Влияние низкотемпературного отжига на температуру начала мартенситного превращения в никелиде титана. Физика металлов и металловедение, 1982. 54(6): с. 1202−1204.
- Олейникова A.C., Прокошкин С. Д., Капуткина Л. М., Хмелевская И. Ю. Влияние старения на механическое поведение сплава Ti-50.7aT.%Ni. Технология легких сплавов, 1990(4): с. 28−34.
- Wu, S.K., Lin, Н. С., The effect of precipitation hardening on the Ms temperature in a Ti49.2Ni50.8 alloy. Scripta Metallurgica et Materialia, 1991. 25(Copyright 1991, IEE): p. 152 932.
- В.И. Зельдович, В. Г. Пушин, Н. Ю. Фролова. Влияние старения на структуру и мартенситные превращения в никелиде титана. Материалы V Всесоюзного симпозиума по старению металлов и сплавов, «Фундаментальные проблемы старения», 1989, Свердловск.
- Oleynikova, S.V., Khmelevskaya, I.Y., Prokoshkin, S.D., Kaputkina, L.M. Effect of aging on martensitic transformation in Ti-50.7at.%Ni alloy, in ICOMAT-92. 1992. Monterey Institute of Advanced Studies, Carmel, USA.
- Hao, Y.L., et al., Elastic deformation behaviour of Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn for biomedical applications. Acta Biomaterialia, 2007. 3(Copyright 2007, The Institution of Engineering and Technology): p. 277−86.
- М.И. Луганова. Дилатометрические и структурные изменения при реализации обратимого и необратимого эффектов памяти формы в термически и термомеханически обработанных сплавах на основе Ti-Ni based alloys. Канд. дисс., 1997, Москва. 136 с.
- S. Miyazaki, Y. Igo, and К. Otsuka, Effect of thermal cycling on the transformation temperatures of Ti-Ni alloys. Acta Metallurgica, 1986. 34(Copyright 1986, IEE): p. 2045−51.
- Y. Hao, К Yonglin, Z. Zhengzhi, et al.: Mater. Charact., 56(2006), 158−164
- D. Homma, S. Uemura and F. Nakazawa: Functional Anisotropic Shape Memory Alloy Fiber and Differential Servo Acuator (ASM International, United States of America 2008).
- Y. C. Shu and K. Bhattacharya: Acta Mater., 46(1998), 5457−5473.
- Perkins, J. Martensitic transformation cycling and phenomen of two-way shape memory training, in Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1984.
- Perkins, J. and R.O. Sponholz, Stress-induced martensitic transformation cycling and two-way shape memory training in Cu-Zn-Al alloys. Met Trans., 1984. 15A (2): p. 313−321.
- Zhang, Q.A., et al., Effects of training temperature on the two way memory effect in a Cu-Zn-Al alloy. Scripta Metallurgica et Materialia, 1994. 31: p. 511−514.
- Contardo, L. and G. Guenin, Effect of deformation on phase transformations and modulus of elongation in Titanium Nickelide-based alloy. Acta Met. et Mater., 1990. 38(7): p. 1267−1272.
- Шамрай В.Ф. и др., Структурные изменения в сплаве нитинола при термомеханическом циклировании. Физика металлов и металловедение, 1995. 80(3): с. 7885.
- M.JI. Бернштейн, С. В. Добаткин, Л. М. Капуткина, С. Д. Прокошкин. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей. 1989, М.: Металлургия. 544 с.
- С.А. Бондарева, Создание субструктур с помощью термомеханической обработки для регулирования параметров превращения и свойств сплавов с эффектом памяти формы. 1992, МИСиС: Москва. 142 с.
- С.Д. Прокошкин, Л. М. Капуткина, С. А. Бондарева. Структура горячедеформированного аустенита и свойства сплава Ti-Ni-Fe после ВТМО. Физика металлов и металловедение, 1991. № 3, с. 144−149.
- Luo H., Shan F., Huo Y., Wang Y. Effect of precipitates on phase transformation behaviour of Ti-49at.%Ni film // Thin Solid Films. 1999. — V.339. — P. 305−308.
- Zeldovich V.I., Sobyanina G.A., Pushin V.G. Bimodal size distribution of Ti3Ni4 particles andmartensitic transformations in slowly cooled nickel-rich Ti-Ni alloys // Scripta Materialia. 1997. — V.37. — No. 1. — P. 79−84.
- Lin, H.C., et al., Effects of cold rolling on the martensitic transformation of an equiatomic TiNi alloy. Acta Metallurgica et Materialia, 1991. 39(9): p. 2069−2080.
- Filip, P. and K. Mazanec, Influence of work hardening and heat treatment on deformation behaviour of TiNi shape memory alloys. Scripta Metallurgica et Materialia, 1995. 32(Copyright 1995, IEE): p. 1375−80.
- С.Д.Прокошкин, В. Браиловский, И. Ю. Хмелевская и др. Создание субструктуры и наноструктуры при термомеханической обработке и управление функциональными свойствами Ti-Ni сплавов с эффектом запоминания формы. МиТОМ, 2005, № 5, с.24−29.
- S.D.Prokoshkin, V. Brailovski, К.Е.Inaekyan et al. Structure and properties of severely cold-rolled and annealed Ti-Ni shape memory alloys. Mater. Sci. Eng. A, 2008, v.481−482, p. l 14−118.
- K. Inaekyan, V., Brailovski, S. Prokoshkin, A. Korotitskiy, A. Glezer, Characterization of amorphous and nanocrystalline Ti-Ni-based shape memory alloys", J. Alloys Сотр., 473 (2009) 71−78.
- Ewert, J. С., I. Bohm, R. Peter et F. Haider. 1997. «The role of the martensite transformation for the mechanical amorphisation of NiTi «. Acta Materialia, vol. 45, 1997, p. 2197−206.
- Lobodyuk, V.A., Size Effect upon Martensitic Transformations. The Physics of Metals and Metallography, 2005. 99(2): p. 143−153.
- V. Demers, V. Brailovski, S. Prokoshkin, et al.: J. ASTM International, 3 (2006), online.
- Prokoshkin S.D., Korotitskiy A.V., Brailovski V., Turenne S., Khmelevskaya I.Yu., Trubitsyna I.B. On the lattice parameters of phases in binary Ti-Ni shape memory alloys // Acta Mater. 2004. V. 52. № 15. P. 4479−4492.
- Прокошкин С.Д., Браиловский В., Тюренн С., Хмелевская И. Ю., Коротицкий А. В., Трубицина И. Б. О параметрах решетки В19"'мартенсита в бинарных сплавах Ti-Ni с памятью формы // ФММ. 2003. Т. 96. № 1. С. 62−71.
- Жукова Ю.С., Петржик М. И., Прокошкин С. Д. Оценка кристаллографического ресурса деформации при обратимом мартенситном превращении /3 —> а «в титановых сплавах с эффектом памяти формы // Изв. РАН. Металлы. 2010. № 6. С. 77−84.
- Y. Ohmori, Т. Ogo, К. Nakai, S. Kobayashi., Effects of co-phase precipitation on |3-«a, a» transformations in a metastable 3 titanium alloy // Material Science and Engineering A. -2001.-V. 312.-P. 182−188.
- S. Kobayashi, S Nakagawa, K. Nakai, Y. Ohmori., Phase Decomposition in a Ti-13Nb-13Zr alloy during aging at 600 °C // Materials Transactions, V. 43, No. 12 (2002) pp. 2956−2963.
- D.H. Ping, C.Y. Cui, F.X. Yin, Y. Yamabe-Mitarai., ТЕМ investigations on martensite in a Ti-Nb-based shape memory alloy // Scripta Materialia, 2006, V. 54, No. 7, p 1305−1310.
- Collings E.W. The physical metallurgy of titanium alloys. A.S.M. Metals Park, Ohio, 1984. 224 p.
- E.S.N. Lopes, A. Cremasco, C.R.M. Afonso, R. Caram, Effects of double aging heat treatment on the microstructure, Vickers hardness and elastic modulus of Ti-Nb alloys. Materials Characterization, 2011, v.6, p. 673−680.
- S. Dubinskiy, V. Brailovski, S. Prokoshkin, K. Inaekyan, In-situ X-ray study of phase transformations in Ti-Nb-based SMA under variable stress-temperature conditions: Preliminary results, Materials Science Forum, V. 738−739, 2013, p 87−91.
- S. Miyazaki, Mechanical behavior, shape memory effect, pseudoelasticity in Ti-based alloys. Plenary lecture. 9th European Symposium on Martensitic transformations, September 916, 2012, Saint-Petersburg, Russia.
- Y. Al-Zain, H.Y. Kim, Т. Koyano, H. Hosoda, Т.Н. Nam, S. Miyazaki, Anomalous temperature dependence of the superelastic behavior of Ti-Nb-Mo alloys. Acta Materialia. 2011. v.59. p. 1464−1473.
- V. Brailovski, S. Prokoshkin, К. Inaekyan, S. Dubinskiy, M. Gauthier. Mechanical Properties of Thermomechanically-Processed Metastable Beta Ti-Nb-Zr Alloys for Biomedical Applications. Materials Science Forum, 2012, V. 706−709, p. 455−460.
- Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Москва, МИСИС, 2002, 360 с.
- С.Д. Прокошкин, J1.B. Карабасова, Д. Е. Капуткин, Дилатометрические эффекты при мартенситном превращении в высокоуглеродистых сталях. Физика металлов и металловедение, 1989, т.67, № 3, с. 622−624.