RU2169786C2 - Nitrogen-containing iron based-alloys having properties of damping and effect of memory of shape - Google Patents
Nitrogen-containing iron based-alloys having properties of damping and effect of memory of shape Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169786C2 RU2169786C2 RU98102127/02A RU98102127A RU2169786C2 RU 2169786 C2 RU2169786 C2 RU 2169786C2 RU 98102127/02 A RU98102127/02 A RU 98102127/02A RU 98102127 A RU98102127 A RU 98102127A RU 2169786 C2 RU2169786 C2 RU 2169786C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- shape memory
- nitrogen
- steel according
- steels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к металлам, содержащим азот и обладающим эффектом памяти формы, а также свойством рассеивания упругих колебаний, и, более конкретно/ к сталям с памятью формы. The present invention relates to metals containing nitrogen and having a shape memory effect, as well as the property of dispersing elastic vibrations, and, more specifically, to shape memory steels.
В настоящем тексте часто упоминаются металлы с эффектом памяти формы или стали, обладающие эффектом памяти формы, хотя подразумевается, что эти металлы, и в частности стали, обладают как эффектом памяти формы, так и демпфирующими свойствами. Соотношение между свойствами памяти формы и демпфирующими характеристиками в этом случае зависит от применяемой композиции. This text often refers to metals with a shape memory effect or steel having a shape memory effect, although it is understood that these metals, and in particular steels, have both a shape memory effect and damping properties. The relationship between the shape memory properties and the damping characteristics in this case depends on the composition used.
Металлы с эффектом памяти формы представляют собой металлические материалы, в которых проявляется так называемый односторонний или двусторонний (обратимый) эффект памяти формы. Эффект памяти формы основывается на использовании мартенситных превращений. В случае одностороннего эффекта аустенитный образец (аустенит представляет собой фазовое состояние, стабильное при высоких температурах) при охлаждении образует мартенсит. Если при образовании мартенсита ни одно из направлений не является предпочтительным, например из-за наличия внешних напряжений, форма образца при этом не изменяется. Когда материал деформируется (как правило, менее чем на 10%), двойниковая структура фазы мартенсита перестраивается таким образом, что двойники, имеющие предпочтительную ориентацию по отношению к напряжениям, растут за счет других двойников, так что в результате напряжения может возникнуть новый мартенсит. В том случае, когда образец повторно нагревается до температуры, выше температуры аустенитного превращения, материал может возвращать форму, которой он обладал до деформации. Metals with shape memory effect are metal materials in which the so-called one-sided or two-sided (reversible) shape memory effect is manifested. The shape memory effect is based on the use of martensitic transformations. In the case of a one-sided effect, the austenitic sample (austenite is a phase state stable at high temperatures) forms martensite upon cooling. If during the formation of martensite none of the directions is preferred, for example, due to the presence of external stresses, the shape of the sample does not change. When the material is deformed (typically less than 10%), the twin structure of the martensite phase is rearranged in such a way that twins having a preferred orientation with respect to stresses grow due to other twins, so that new martensite can arise as a result of stress. In the case when the sample is reheated to a temperature above the austenitic transformation temperature, the material can return to the shape that it had before deformation.
В некоторых материалах мартенсит не образуется во время охлаждения, но возникает в период деформации. Поскольку двойники существуют в трех измерениях, форма образца может весьма сложно изменяться во время деформации, но тем не менее, при нагревании он возвращается к своей первоначальной форме. Односторонний эффект памяти формы может применяться, например, в соединениях, растягиваемых или предварительно напряженных структурах. In some materials, martensite does not form during cooling, but occurs during deformation. Since twins exist in three dimensions, the shape of the sample can be very difficult to change during deformation, but nevertheless, when heated, it returns to its original shape. The one-sided shape memory effect can be applied, for example, in joints, stretchable or prestressed structures.
Когда образцы в виде брусков, деформированные под действием напряжения, нагреваются до температуры аустенитной области, то образец восстанавливает свою первоначальную длину (длину до деформации) в том случае, если память формы полностью сохраняется. Восстановление может быть также частичным. Например, если напряжение при восстановлении составляет половину напряжения, возникающего при растяжении, считается, что степень восстановления соответствует 50%. When samples in the form of bars deformed under stress are heated to the temperature of the austenitic region, the sample restores its original length (length before deformation) if the shape memory is completely preserved. Recovery may also be partial. For example, if the stress during recovery is half the stress that occurs during tension, it is considered that the degree of recovery corresponds to 50%.
При двустороннем эффекте памяти формы материал "запоминает две формы", которые он принимает при нагревании и охлаждении. Разница в температуре между двумя состояниями может составлять всего один градус. Одним из очень важных применений эффекта памяти формы являются так называемые исполнительные механизмы при активном вибропоглощении, в робототехнике, клапанах, тепловых реле и композитных структурах. With the two-sided effect of shape memory, the material “remembers the two forms” that it takes on heating and cooling. The difference in temperature between the two states can be only one degree. One of the very important applications of the shape memory effect is the so-called actuators for active vibration absorption, in robotics, valves, thermal relays and composite structures.
Наиболее важными металлами, обладающими эффектом памяти формы, в настоящее время являются металлы на основе Ni-Ti и Cu. Эти металлы довольно-таки дорогостоящие, что является причиной того, что началось развитие металлов на основе железа с эффектом памяти формы, т.е. сталей с эффектом памяти формы. Стали с эффектом памяти формы можно разделить на следующие классы в соответствии с типом кристаллической решетки получаемого мартенсита: ОЦТ (объемноцентрированная тетрагональная решетка), ОЦК (объемноцентрированная кубическая решетка) и ГПУ (гексагональная плотноупакованная решетка). В стали Fe-Ni-Co-Ti ОЦТ-мартенсит образуется из гранецентрированной (ГЦК) мартенситной фазы. ОЦТ-мартенсит, в основном, образуется в сплавах с высокой энергией дефектов упаковки. С этим превращением связаны большие изменения в удельном объеме. В мартенсите такого вида механизм деформации часто, в дополнение к двойникованию, включает скольжение. Признано, что деформация, обусловленная скольжением, ослабляет свойства эффекта памяти формы такого рода сплавов, поскольку является невосстанавливающейся. Если, однако, материал легирован таким образом, что он приобретает так называемые свойства инвара, то деформация скольжения предотвращается, и свойства памяти формы могут быть высокими. The most important metals having a shape memory effect are currently Ni-Ti and Cu based metals. These metals are quite expensive, which is the reason that the development of iron-based metals with a shape memory effect has begun, i.e. shape memory steels. Steel with a shape memory effect can be divided into the following classes according to the type of crystal lattice of the obtained martensite: bct (body-centered tetragonal lattice), bcc (body-centered cubic lattice) and hcp (hexagonal close-packed lattice). In Fe-Ni-Co-Ti steel, bct-martensite is formed from a face-centered (fcc) martensitic phase. OTC-martensite is mainly formed in alloys with high stacking fault energies. This transformation is associated with large changes in the specific volume. In martensite of this kind, the deformation mechanism often, in addition to twinning, includes sliding. It is recognized that deformation due to sliding weakens the properties of the shape memory effect of this kind of alloys, since it is non-recovering. If, however, the material is alloyed in such a way that it acquires the so-called Invar properties, then slip deformation is prevented, and the shape memory properties can be high.
В сталях на основе Fe-Mn-Si с памятью формы при деформации возникает ГПУ-мартенсит. ГПУ-мартенсит обычно возникает в сплавах с малой энергией дефектов упаковки и малым изменением удельного объема. Свойства эффекта памяти формы основаны на том, что деформация возникает при двойниковании, и скольжения практически не возникает. In steels based on Fe-Mn-Si with shape memory, hcp martensite occurs during deformation. Hcp-martensite usually occurs in alloys with low energy stacking faults and a small change in specific volume. The properties of the shape memory effect are based on the fact that deformation occurs during twinning, and slip practically does not occur.
Примеры сталей с эффектом памяти, в которых при деформации образуется ГПУ-мартенсит, представлены в патентах США NN 4780154, 4933027 и 4929289. Examples of steels with a memory effect in which hcp martensite is formed upon deformation are presented in US Pat. Nos. 4,780,154, 4,903,027 and 4,929,289.
Первый из этих патентов описывает сплав на основе железа следующего состава:
Mn 20 - 40% (вес. %), Si 3,5 - 8,0% и по меньшей мере один из следующих элементов: Cr - 10%, Ni - 10%, Co - 10%, Mo - 2%, C - 1%, Al - 1%, Cu - 1%, остальное - железо и другие примеси.The first of these patents describes an alloy based on iron of the following composition:
Mn 20 - 40% (wt.%), Si 3.5 - 8.0% and at least one of the following elements: Cr - 10%, Ni - 10%, Co - 10%, Mo - 2%, C - 1%, Al - 1%, Cu - 1%, the rest is iron and other impurities.
Во втором упомянутом выше патенте также описывается сплав с эффектом памяти формы на основе железа следующего состава: Cr 5 - 20%, Si 2 - 8%, и по меньшей мере один из следующих элементов: Mn 0,1-14,8%, Ni 0,1 - 20%, Co 0,1 - 30%, Cu 0,1 - 3%, N 0,001 - 0,3%, причем Ni + 0,5Mn + 0,4 Co + 0,06 Cu + 0,002 N ≥ 0,67 (Cr+1,2 Si)-3. The second patent mentioned above also describes an alloy with a shape memory effect based on iron of the following composition: Cr 5 - 20%, Si 2 - 8%, and at least one of the following elements: Mn 0.1-14.8%, Ni 0.1 - 20%, Co 0.1 - 30%, Cu 0.1 - 3%, N 0.001 - 0.3%, moreover Ni + 0.5Mn + 0.4 Co + 0.06 Cu + 0.002 N ≥ 0.67 (Cr + 1.2 Si) -3.
В последнем патенте описывается сталь на основе железа с эффектом памяти формы, в которой содержится Cr 0,1 - 5,0%, Si 2,0 - 8,0%, Mn 1,0 - 14,8% и по меньшей мере один из следующих элементов: Ni 0,1 - 20%, Co 0,1 - 30%, Cu 0,1 - 3,0%, N 0,001 - 0,400%, и в которой Ni + 0,5Mn + 0,4Co + 0,6Cu + 0,002N ≥ 0,67 (Cr + 1,2 Si), а остальное - железо и случайные примеси. The last patent describes iron-based steel with a shape memory effect that contains Cr 0.1 - 5.0%, Si 2.0 - 8.0%, Mn 1.0 - 14.8% and at least one of the following elements: Ni 0.1 - 20%, Co 0.1 - 30%, Cu 0.1 - 3.0%, N 0.001 - 0.400%, and in which Ni + 0.5Mn + 0.4Co + 0 , 6Cu + 0.002N ≥ 0.67 (Cr + 1.2 Si), and the rest is iron and random impurities.
Сообщается, что в первой из упомянутых сталей с эффектом памяти формы достигается степень восстановления 75 - 90%. Добавка по меньшей мере одного элемента из группы Cr, Ni, Co или Mo производится для того, чтобы увеличить коррозионную стойкость. Однако коррозионная стойкость у этой группы сталей не очень высока вследствие высокого содержания марганца. В дополнение, эти стали окисляются при высоких температурах. Окисление также может иметь место и в том случае, когда образец нагревается до температуры аустенитной области с целью восстановления первоначальной формы после деформации. Добавка хрома к сплаву, в котором 20 - 40% марганца и 3,5 - 8,0% кремния, может привести к образованию хрупкой σ-фазы, которая ослабляет свойства памяти формы, способность к формоизменению и пластичность стали. It is reported that in the first of these steels with a shape memory effect, a recovery rate of 75 - 90% is achieved. The addition of at least one element from the group of Cr, Ni, Co or Mo is made in order to increase the corrosion resistance. However, the corrosion resistance of this group of steels is not very high due to the high manganese content. In addition, these steels are oxidized at high temperatures. Oxidation can also occur when the sample is heated to the temperature of the austenitic region in order to restore its original shape after deformation. The addition of chromium to the alloy, in which 20 - 40% manganese and 3.5 - 8.0% silicon, can lead to the formation of a brittle σ-phase, which weakens the shape memory properties, the ability to form, and the ductility of steel.
Кроме того, стали по патентам США NN 4933027 и 4929289 не обладают высоким значением пластичности и способностью к формоизменению. В дополнение, их прочностные и коррозионные свойства весьма невысоки. Во многих случаях сопротивление коррозии также незначительно. In addition, steel according to US patents NN 4933027 and 4929289 do not have a high value of ductility and ability to shape. In addition, their strength and corrosion properties are very low. In many cases, corrosion resistance is also negligible.
Практические задачи требуют таких сталей, которые обладают высокими свойствами памяти формы и высоким сопротивлением коррозии. Они также не должны окисляться при высоких температурах. Practical tasks require steels that have high shape memory properties and high corrosion resistance. They also should not be oxidized at high temperatures.
С другой стороны, по мере развития техники все более важным становится поглощение вибрации в машинах, оборудовании и конструкциях. Вибрация вызывает как структурную усталость, так и ухудшение работы самого оборудования. Далее, вибрация и шум могут оказывать вредное воздействие на здоровье человека. Эффективным путем уменьшения уровня вибрации является применение демпфирующих (вибропоглощающих) материалов при производстве машин, вызывающих вибрацию. Часто это не представляется возможным из-за отсутствия соответствующего демпфирующего конструкционного материала. Демпфирующий конструкционный материал, который используется чаще всего, - это серый чугун. Его механические свойства и, прежде всего, пластичность, очень низкие, что ограничивает область его применения. On the other hand, with the development of technology, the absorption of vibration in machines, equipment and structures becomes more and more important. Vibration causes both structural fatigue and deterioration of the equipment itself. Further, vibration and noise can have harmful effects on human health. An effective way to reduce vibration is to use damping (vibration-absorbing) materials in the manufacture of machines that cause vibration. Often this is not possible due to the lack of appropriate damping structural material. The most commonly used damping structural material is gray cast iron. Its mechanical properties and, above all, ductility, are very low, which limits the scope of its application.
Определенные ферритные стали имеют высокое свойство демпфирования, которое основывается на магнитоупругости. Область их использования ограничивается тем, что при деформации или сварке их демпфирующие свойства значительно ослабляются. В дополнение, эти сплавы являются хладноломкими, а их прочность такая же, как и у малоуглеродистой конструкционной стали (Fe37). Certain ferritic steels have a high damping property, which is based on magnetoelasticity. The scope of their use is limited by the fact that during deformation or welding, their damping properties are significantly weakened. In addition, these alloys are cold brittle and their strength is the same as that of mild structural steel (Fe37).
Фазовая граница между фазой ε-мартенсита, появляющейся в определенных железных и марганцевых сплавах, и аустенитной фазой чувствительна к механическим нагрузкам на материал. Было показано, что движение этой границы поглощает вибрацию (C.-S. Choi и др. Доклады международной конференции по мартенситным превращениям ICOMAT-92, ed. C.M. Wayman и J. Perkins, 1993, стр. 509-514). Структура фазы ε-мартенсита - гексагональная плотноупакованная, аустенита - гранецентрированная кубическая. В бинарных Fe - Mn сплавах на основе железа самое высокое свойство демпфирования достигается при составе Fe + 17 (мас.)% Mn. Эта композиция была избрана в качестве контрольной при оценке настоящего изобретения. The phase boundary between the ε-martensite phase that appears in certain iron and manganese alloys and the austenitic phase is sensitive to mechanical stresses on the material. It has been shown that the movement of this boundary absorbs vibration (C.-S. Choi et al. Reports of the International Conference on Martensitic Transformations ICOMAT-92, ed. C. M. Wayman and J. Perkins, 1993, pp. 509-514). The structure of the ε-martensite phase is close-packed hexagonal, austenite is face-centered cubic. In iron-based binary Fe - Mn alloys, the highest damping property is achieved with a composition of Fe + 17 (wt.)% Mn. This composition was selected as a control when evaluating the present invention.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в том, чтобы создать, в зависимости от области применения, либо стали с эффектом памяти формы, либо демпфирующие стали, либо, что предпочтительнее, стали, обладающие обоими свойствами одновременно а также другими высокими характеристиками, о которых говорилось выше. Другими словами, у них должны быть превосходное свойство памяти формы, высокая прочность и пластичность, а также высокая коррозионная стойкость наряду со стойкостью к окислению при высоких температурах. Еще одна задача заключается в достижении высокого демпфирования. В дополнение, стали должны сохранять высокие демпфирующие свойства даже при холодной обработке материала. Для достижения вышеупомянутых свойств первостепенное значение имеет использование азотистых сплавов. The problem to which this invention is directed is to create, depending on the application, either steel with a shape memory effect or damping steel, or, more preferably, steel having both properties at the same time as well as other high characteristics, mentioned above. In other words, they should have excellent shape memory property, high strength and ductility, as well as high corrosion resistance along with oxidation resistance at high temperatures. Another challenge is to achieve high damping. In addition, steels must maintain high damping properties even during cold processing of the material. To achieve the above properties, the use of nitrogen alloys is of utmost importance.
Вышеперечисленные отличные свойства достигаются при использовании сталей с существенными признаками, описанными в прилагаемой формуле изобретения. The above excellent properties are achieved when using steels with the essential features described in the attached claims.
В задачи изобретения входит также создание различных изделий, основанных на использовании новых сталей со свойствами памяти формы и/или демпфирования. The objectives of the invention also include the creation of various products based on the use of new steels with the properties of shape memory and / or damping.
Настоящее изобретение раскрыто в данном документе путем описания примеров композиций в соответствии с изобретением, однако оно ни в коей мере не ограничивается этими примерами. The present invention is disclosed herein by describing examples of compositions in accordance with the invention, however, it is by no means limited to these examples.
На фиг. 1(а) показаны графики напряжение - деформация для двух сталей, выбранных в качестве примера (кривая 1 = сталь номер 4, а кривая 2 = сталь номер 2), которые будут описаны далее);
на фиг. 1(б) показаны графики напряжение - температура для тех же сталей, что и на фиг. 1(а), полученные во время термоциклирования, проведенного после описываемой обработки, во время термоциклирования длина образца сохранялась;
на фиг. 3 показано свойство демпфирования (логарифмический декремент) одной стали (сталь номер 25) как функция амплитуды вибрации по сравнению с контрольной сталью (сталь номер 27);
на фиг. 4 показано напряжение тех же сталей, как функция деформации.In FIG. 1 (a) shows stress – strain graphs for two steels selected as an example (
in FIG. 1 (b) shows voltage – temperature graphs for the same steels as in FIG. 1 (a) obtained during thermal cycling carried out after the described treatment, during thermal cycling, the length of the sample was maintained;
in FIG. Figure 3 shows the damping property (logarithmic decrement) of one steel (steel number 25) as a function of the amplitude of vibration compared to the control steel (steel number 27);
in FIG. 4 shows the stress of the same steels as a function of deformation.
Для того чтобы ГПУ-мартенситная сталь с памятью формы имела высокое свойство памяти формы, должны выполняться следующие условия. In order for hcp martensitic steel with shape memory to have a high shape memory property, the following conditions must be met.
1. До деформации количество мартенсита должно быть как можно меньшим. 1. Before deformation, the amount of martensite should be as small as possible.
2. Поверхностная энергия дефектов упаковки аустенита должна быть как можно меньшей. В дополнение, в процессе деформации должен образовываться ε-мартенсит, а количество α-мартенсита должно быть как можно меньшим. 2. The surface energy of austenite packing defects should be as small as possible. In addition, ε-martensite should be formed during deformation, and the amount of α-martensite should be as small as possible.
3. Прочность аустенита должна быть как можно более высокой. В сильной матрице деформация аустенита за счет скольжения становится затруднительной. 3. The strength of austenite should be as high as possible. In a strong matrix, deformation of austenite due to sliding becomes difficult.
4. Температура образования мартенсита Ms должна быть выше точки Нееля TN, при которой происходит антиферромагнетическое упорядочение.4. The temperature of the formation of martensite M s should be higher than the Néel point T N , at which antiferromagnetical ordering occurs.
Имеется множество теоретических данных о предполагаемых и доказанных влияниях различных элементов на свойства сталей с эффектом памяти формы. Один из примеров приведен в упомянутом патенте США 4933027, который можно рассматривать как типичный для уровня техники и в котором достаточно подробно описывается значение различных элементов для сталей с эффектом памяти формы. There is a lot of theoretical data on the alleged and proven effects of various elements on the properties of steels with a shape memory effect. One example is given in the aforementioned US patent 4933027, which can be considered typical of the prior art and which describes in sufficient detail the value of various elements for steels with a shape memory effect.
Ранее упомянутые, а также другие факторы, естественно, были изучены в процессе разработки сталей с памятью формы в соответствии с настоящим изобретением. Основываясь на сведениях, приводимых в данном описании, и на результатах практических экспериментов были установлены содержания элементов, приведенные в пунктах формулы. Выбор именно этих содержаний обусловлен следующими факторами. The previously mentioned, as well as other factors, were naturally studied during the development of shape memory steels in accordance with the present invention. Based on the information given in this description, and on the results of practical experiments, the contents of the elements given in the claims were established. The choice of these contents is due to the following factors.
1. Марганец. Марганец значительно стабилизирует аустенит и увеличивает растворимость азота, который также стабилизирует аустенит. Если содержание Mn менее 5%, начинает формироваться α-мартенсит (в дополнение к ε-мартенситу) в такой степени, что свойства памяти формы и демпфирования начинают существенно ухудшаться. В сплавах, содержащих хром, кремний и азот, уменьшение содержания марганца может вызвать образование δ-феррита во время охлаждения после плавки, что приводит к образованию пористости, так как растворимость азота в δ-феррите очень мала. Если же, с другой стороны, содержание марганца превысит 50%, точка Нееля будет иметь очень высокое значение, и тогда ни добавки кремния, ни добавки азота не смогут понизить ее значительно с точки зрения эффекта памяти формы. 1. Manganese. Manganese significantly stabilizes austenite and increases the solubility of nitrogen, which also stabilizes austenite. If the Mn content is less than 5%, α-martensite begins to form (in addition to ε-martensite) to such an extent that the shape memory and damping properties begin to deteriorate significantly. In alloys containing chromium, silicon and nitrogen, a decrease in the manganese content can cause the formation of δ-ferrite during cooling after melting, which leads to the formation of porosity, since the solubility of nitrogen in δ-ferrite is very small. If, on the other hand, the manganese content exceeds 50%, the Néel point will have a very high value, and then neither silicon additives nor nitrogen additives will be able to significantly reduce it from the point of view of the shape memory effect.
2. Кремний. Кремний уменьшает энергию дефектов упаковки аустенита, увеличивает прочность и снижает точку Нееля. В том случае, если его содержание менее 2%, невозможно получить желаемые свойства. Тем не менее, благодаря легированию азотом, в таких сплавах, где нет кремния вообще, также присутствует эффект памяти формы. Если содержание кремния превышает 8%, пластичность сталей уменьшается; ухудшается также горячая и холодная обрабатываемость материала. 2. Silicon. Silicon reduces the energy of austenite packing faults, increases strength and lowers the Néel point. In the event that its content is less than 2%, it is impossible to obtain the desired properties. Nevertheless, due to doping with nitrogen, in such alloys where there is no silicon at all, the shape memory effect is also present. If the silicon content exceeds 8%, the ductility of the steels is reduced; the hot and cold workability of the material is also deteriorating.
3. Азот. Азот был выбран как компонент сплава, поскольку он укрепляет аустенит (и мартенсит) более, чем любой другой элемент, а также стабилизирует аустенит и улучшает коррозионную стойкость. Азот улучшает как эффект памяти формы, так и демпфирующие свойства сплавов в соответствии с изобретением. Азот предотвращает образование хрупкой σ-фазы, которая снижает пластичность. Подбором подходящего соотношения азота и марганца может быть установлена подходящая точка Нееля. Легирование азотом и марганцем оказывает противоположное воздействие на точку Нееля. При содержании азота менее 0,01% эффекты, описанные выше, очень незначительны. Если же его содержание превысит 0,8%, сталь становится хрупкой. 3. Nitrogen. Nitrogen was chosen as a component of the alloy because it strengthens austenite (and martensite) more than any other element, and also stabilizes austenite and improves corrosion resistance. Nitrogen improves both the shape memory effect and the damping properties of the alloys in accordance with the invention. Nitrogen prevents the formation of a brittle σ-phase, which reduces ductility. By selecting a suitable ratio of nitrogen to manganese, a suitable Néel point can be established. Doping with nitrogen and manganese has the opposite effect on the Néel point. With a nitrogen content of less than 0.01%, the effects described above are very negligible. If its content exceeds 0.8%, the steel becomes brittle.
4. Хром. Добавка хрома снижает энергию дефектов упаковки, а также улучшает коррозионную стойкость и стойкость окислению при высокой температуре. Хром также увеличивает степень растворимости азота. При содержании хрома менее 0,1%, вышеупомянутые эффекты пренебрежимо малы. Если же, с другой стороны, содержание хрома выше 20%, то на стадии затвердевания расплава стали может образовываться δ-феррит. Таким же образом, на стадии затвердевания или на этапе тепловой обработки стали может образоваться хрупкая σ-фаза. 4. Chrome. The addition of chromium reduces the energy of packaging defects, and also improves the corrosion resistance and oxidation resistance at high temperature. Chromium also increases the solubility of nitrogen. When the chromium content is less than 0.1%, the above effects are negligible. If, on the other hand, the chromium content is higher than 20%, then δ-ferrite can form at the stage of solidification of the steel melt. In the same way, a brittle σ phase may form at the solidification stage or at the heat treatment stage of steel.
5. Никель. Никель значительно стабилизирует аустенит и усиливает коррозионную стойкость стали, а также стойкость к окислению при высоких температурах. При содержании ниже 0,1% эти эффекты незначительны. При содержании более 20% температура, при которой мартенсит все еще формируется при деформации, становится очень низкой, в то время как количество образующегося мартенсита уменьшается и, в конце концов, он прекращает образовываться вообще. 5. Nickel. Nickel significantly stabilizes austenite and enhances the corrosion resistance of steel, as well as oxidation resistance at high temperatures. Below 0.1%, these effects are negligible. At a content of more than 20%, the temperature at which martensite is still formed during deformation becomes very low, while the amount of martensite formed decreases and, in the end, it ceases to form at all.
6. Кобальт. Кобальт усиливает эффект памяти формы, а также улучшает свойства стали при термообработке. При содержании менее чем 0,1% эффекты незначительны, но если содержание возрастает более чем до 20% никакого улучшения свойств не происходит. 6. Cobalt. Cobalt enhances the shape memory effect, and also improves the properties of steel during heat treatment. With a content of less than 0.1%, the effects are negligible, but if the content increases to more than 20%, no improvement in properties occurs.
7. Медь. Медь стабилизирует аустенит и улучшает коррозионную стойкость. Превосходный эффект меди проявляется в том случае, если ее содержание более 0,1%. Если содержание меди более 3%, то предотвращается образование ε-мартенсита при деформации, поскольку медь увеличивает энергию дефектов упаковки аустенита. 7. Copper. Copper stabilizes austenite and improves corrosion resistance. The excellent effect of copper is manifested if its content is more than 0.1%. If the copper content is more than 3%, the formation of ε-martensite during deformation is prevented, since copper increases the energy of austenite packing defects.
8. Ванадий и ниобий. Ванадий и ниобий увеличивают предел текучести. Они также увеличивают растворимость азота в состоянии расплава, что очень важно для производства. Если их содержание менее 0,01 %, их влияние незначительно, если же оно более 1%, то эффект памяти формы и способность к формообразованию ослабляются. Ванадий и ниобий образуют мелкодисперсные нитриды, которые усиливают сталь, что в свою очередь может увеличивать обратимую деформацию эффекта памяти формы. 8. Vanadium and niobium. Vanadium and niobium increase the yield strength. They also increase the solubility of nitrogen in the melt state, which is very important for production. If their content is less than 0.01%, their effect is negligible, but if it is more than 1%, then the shape memory effect and the ability to form are weakened. Vanadium and niobium form finely divided nitrides, which strengthen steel, which in turn can increase the reversible deformation of the shape memory effect.
9. Молибден. Молибден уменьшает энергию дефектов упаковки и усиливает стойкость к окислению при высоких температурах. Если его содержание ниже 0.1%, эффекты пренебрежимо малы, а если содержание превышает 3%, свойства памяти и термообрабатываемость стали ухудшаются. 9. Molybdenum. Molybdenum reduces the energy of packaging defects and enhances oxidation resistance at high temperatures. If its content is below 0.1%, the effects are negligible, and if the content exceeds 3%, the memory properties and heat treatment of steel deteriorate.
10. Углерод. Углерод был выбран в качестве легирующего компонента, потому что он усиливает и стабилизирует аустенит и улучшает эффект памяти формы. Содержание ниже 0,001% никак не влияет на свойства, а если содержание превышает 1%, то значительно уменьшается пластичность. 10. Carbon. Carbon was chosen as an alloying component because it enhances and stabilizes austenite and improves the shape memory effect. The content below 0.001% does not affect the properties, and if the content exceeds 1%, the ductility is significantly reduced.
11. Редкоземельные металлы (например, Sc, Y, La, Се). Редкоземельные металлы предотвращают осаждение элементов на границах зерна, что улучшает коррозионную стойкость. Если содержание менее 0,0005%, то эффекты пренебрежимо малы. Если же содержание превышает 0,02%, то механические свойства и обрабатываемость материала значительно ухудшаются. 11. Rare earth metals (for example, Sc, Y, La, Ce). Rare earth metals prevent the deposition of elements at grain boundaries, which improves corrosion resistance. If the content is less than 0.0005%, then the effects are negligible. If the content exceeds 0.02%, then the mechanical properties and workability of the material are significantly deteriorated.
12. Соотношение общего количества элементов, стабилизирующих аустенит к общему количеству элементов, стабилизирующих феррит. 12. The ratio of the total number of elements stabilizing austenite to the total number of elements stabilizing ferrite.
В сталях, создание которых является задачей изобретения, очень важно, чтобы материал был полностью аустенитным или по меньшей мере чтобы перед деформацией количество возможного деформацией количество возможного α-мартенсита было мало. Поэтому, в дополнение к вышеуказанным ограничениям, должно выполняться следующее соотношение:
Ni + 0,5Mn + Co + 0,3Cu + 20N + 25C ≥ 0,3 • (Cr+2Si+5V+1,5Nb + 1,5Mo).In steels, the creation of which is the object of the invention, it is very important that the material is completely austenitic or at least so that the amount of possible α-martensite is small before deformation. Therefore, in addition to the above limitations, the following relationship should be fulfilled:
Ni + 0.5Mn + Co + 0.3Cu + 20N + 25C ≥ 0.3 • (Cr + 2Si + 5V + 1.5Nb + 1.5Mo).
Способность различных элементов в стали стабилизировать аустенит может быть описана эквивалентом никеля Niequiv, который соответствует левой стороне вышеприведенного соотношения. Правая сторона, описывающая способность элементов стабилизировать феррит, называется эквивалентом хрома и обозначается Crequiv.The ability of various elements in steel to stabilize austenite can be described by nickel equivalent Ni equiv , which corresponds to the left side of the above ratio. The right side, which describes the ability of elements to stabilize ferrite, is called the chromium equivalent and is denoted by Cr equiv .
13. Примеси. Содержание фосфора и серы должно быть менее 0,02%. 13. Impurities. The content of phosphorus and sulfur should be less than 0.02%.
Если принимать во внимание все свойства, описанные выше, то результатом в соответствии с изобретением является композиция стали с эффектом памяти формы, которая, в дополнение к железу, содержит следующие элементы в данном соотношении, вес. %:
Mn 5,0 - 50,0%, SiO - 8,0%, N 0,01 - 0,80%.If we take into account all the properties described above, the result in accordance with the invention is a composition of steel with a shape memory effect, which, in addition to iron, contains the following elements in this ratio, weight. %:
Mn 5.0 - 50.0%, SiO - 8.0%, N 0.01 - 0.80%.
Для того чтобы улучшить определенные свойства, в композицию могут быть добавлены один или более из следующих элементов, %:
Cr - 0,1 - 20,0
Ni - 0,1 - 20,0
Co - 0,1 - 20,0
Cu - 0,1 - 3,0
V - 0,1 - 1,0
Nb - 0,1 - 1,0
Mo - 0,1 - 3,0
C - 0,001 - 1,0
Редкоземельные металлы (например, Sc, Y, La, Ce) - 0,0005 - 0,02
При этом должно выполняться следующее соотношение, сбалансированное с помощью железа и случайных примесей:
Ni + Co + 0,5Mn + 0,3Cu + 2ON + 25C ≥ 0,3 • (Cr + 2Si + 5V + 1,5Nb + 1,5Mo).In order to improve certain properties, one or more of the following elements may be added to the composition,%:
Cr - 0.1 - 20.0
Ni - 0.1 - 20.0
Co - 0.1 - 20.0
Cu - 0.1 - 3.0
V - 0.1 - 1.0
Nb - 0.1 - 1.0
Mo - 0.1 - 3.0
C - 0.001 - 1.0
Rare earth metals (e.g. Sc, Y, La, Ce) - 0.0005 - 0.02
In this case, the following ratio should be satisfied, balanced with iron and random impurities:
Ni + Co + 0.5Mn + 0.3Cu + 2ON + 25C ≥ 0.3 • (Cr + 2Si + 5V + 1.5Nb + 1.5Mo).
Обнаружено, что легирование азотом в соответствии с изобретением существенно улучшает не только свойства памяти формы сталей на основе Fe - Mn, но также их механические свойства, включая демпфирование. Другие преимущества сталей с эффектом памяти формы и демпфирующими свойствами соответственно изобретению: они легко производятся, обрабатываются и свариваются. Так как сварной шов также обладает свойствами памяти формы, области соединений не образуют точки разрыва, например, в предварительно напряженных структурах. В дополнение, азот улучшает коррозионную стойкость и стойкость к окислению при высоких температурах. Другие составляющие компоненты сплава, применяемые в сплавах с эффектом памяти формы (такие как Mn и Cr), улучшают растворимость азота таким образом, что при обычных способах плавки, применяемых в производстве стали, значительно усиливают легирование азотом. При проведении плавки в атмосфере азота при высоком давлении или при использовании методов порошковой металлургии можно еще более увеличить содержание азота в стали, но более высокая цена производства может ограничивать применения такой стали. It was found that nitrogen alloying in accordance with the invention significantly improves not only the shape memory properties of Fe - Mn-based steels, but also their mechanical properties, including damping. Other advantages of steels with shape memory effect and damping properties according to the invention: they are easily produced, processed and welded. Since the weld also has shape memory properties, the joint areas do not form a break point, for example, in prestressed structures. In addition, nitrogen improves corrosion and oxidation resistance at high temperatures. Other constituent alloy components used in shape memory alloys (such as Mn and Cr) improve the solubility of nitrogen in such a way that, with conventional smelting methods used in steelmaking, they greatly enhance nitrogen alloying. When melting in a nitrogen atmosphere at high pressure or using powder metallurgy methods, it is possible to further increase the nitrogen content in steel, but a higher production price may limit the use of such steel.
На приводимых далее примерах продемонтрировано влияние легирования азотом на свойства памяти формы и демпфирующие свойства сталей. Все образцы сталей были произведены в атмосфере аргон - азот методом обычной индукционной плавки, парциальное давление азота изменялось для того, чтобы получить определенное содержание азота в сплаве. По завершении плавки из сталей методом горячей прокатки при температуре 1273-1373 К были изготовлены бруски толщиной 5 мм, а затем из них методом холодного волочения была изготовлена проволока диаметром 3 мм. При исследовании демпфирующих свойств стальные сплавы были вытянуты в проволоку толщиной 1 мм, которая затем была отожжена при температуре 1273 К в течение получаса, а затем закалена в воду. In the following examples, the effect of nitrogen alloying on the shape memory properties and the damping properties of steels is demonstrated. All steel samples were produced in an argon - nitrogen atmosphere by conventional induction melting; the partial pressure of nitrogen was varied in order to obtain a certain nitrogen content in the alloy. Upon completion of the smelting, steels by 5 mm thickness were made from steels by hot rolling at a temperature of 1273-1373 K, and then 3 mm diameter wire was made from them by cold drawing. In the study of the damping properties, steel alloys were drawn into a 1 mm thick wire, which was then annealed at a temperature of 1273 K for half an hour, and then quenched in water.
Свойства вышеупомянутых сплавов были исследованы следующими методами. The properties of the above alloys were investigated by the following methods.
1. Механические свойства. 1. Mechanical properties.
Текучесть и предел прочности, а также деформация при изломе показаны в табл. 2. Изучение предела текучести и деформации при изломе было также проведено для некоторых других сталей. Скорость смещения в испытательной машине была 1 мм/мин. Длина измеряемого образца была 100 мм, а толщина - 0,8 мм. The fluidity and tensile strength, as well as deformation during fracture are shown in table. 2. A study of the yield strength and deformation at break was also carried out for some other steels. The displacement rate in the test machine was 1 mm / min. The length of the measured sample was 100 mm, and the thickness was 0.8 mm.
Как было показано, легирование азотом увеличивает предел текучести и предел прочности стали, но не отмечено, чтобы оно уменьшало деформацию при изломе. На фиг. 4 показаны графики напряжение - деформация для материалов 25 и 27 (контрольный сплав). Материал 25 явно более деформационно упрочняется, чем у материал 27, а максимальное значение напряжения, измеренное для материала 25, легированного азотом, было более чем на 50% выше, чем для контрольного материала 27. Исследование показывает, что легирование азотом явно улучшает механические свойства демпфирующей стали. Демпфирующие свойства оставались достаточно высокими даже в стали, подвергшейся многократным напряжениям, наблюдалось снижение всего на несколько процентов. As shown, alloying with nitrogen increases the yield strength and tensile strength of steel, but it is not noted that it reduces the deformation during fracture. In FIG. Figure 4 shows stress – strain curves for
2. Свойства памяти формы
Свойства памяти формы были исследованы на испытательной машине с использованием образцов отожженной проволоки диаметром 3 мм и с измеряемой длиной 30 мм. Образцы были растянуты на 5 мм, а затем нагреты до температуры выше температуры Af (при этой температуре весь мартенсит превращается в аустенит). Восстановление деформации по отношению к первоначальной деформации (предшествующей нагреву) применялось как критерий свойств памяти формы. В зависимости от величины этого значения были установлены три квалификационных класса для этого соотношения (степень восстановления формы).2. Form memory properties
The properties of shape memory were investigated on a testing machine using samples of annealed wire with a diameter of 3 mm and a measured length of 30 mm. The samples were stretched by 5 mm and then heated to a temperature above temperature A f (at this temperature all martensite turns into austenite). The restoration of deformation in relation to the initial deformation (preceding heating) was used as a criterion for the shape memory properties. Depending on the magnitude of this value, three qualification classes were established for this ratio (degree of shape restoration).
Класс 1: соотношение больше 70%
Класс 2: соотношение 30-70%
Класс 3: соотношение менее 30%
Классы сталей приведены в табл. 3.Class 1: ratio greater than 70%
Class 2: 30-70% ratio
Class 3: ratio less than 30%
Steel classes are given in table. 3.
Было также изучено влияние легирования азотом на напряжение восстановления; результаты для сталей 2 и 4 представлены на графиках фиг. 1. The effect of nitrogen doping on recovery voltage has also been studied; The results for
Образец 4, легированный азотом, также содержал нитриды Cr и V. На фиг. 1(а) показано возрастание напряжения во время деформации. В процессе деформации повышается содержание ε-мартенсита. Уровень напряжения (прочность) стали 4, легированной азотом, явно больше, чем у стали 2, не содержащей азота. Соответствующие значения для сталей на основе Fe-Mn-Si, не содержащих азот, которые приводятся в литературе, явно ниже, чем для стали 4.
После снятия напряжения температуру образца повышали приблизительно до 800oК, а затем понижали до комнатной температуры, сохраняя деформацию (т.е. длину образца) постоянной во время всего цикла. Наблюдаемое напряжение увеличивалось в начале стадии нагрева из-за превращения мартенсита в аустенит, а затем уменьшалось в результате термического расширения образца. Максимальные значения для напряжения восстановления стали 4 были около 300 МПа, в то время как значение для стали 2 без содержания азота составляло только около 200 МПа. Значения для напряжения восстановления, приводимые в литературе для сталей с эффектом памяти формы на основе Fe-Mn-Si без содержания азота, составляют 150 - 200 МПа.After stress relief, the temperature of the sample was raised to approximately 800 ° K, and then lowered to room temperature, keeping the deformation (i.e., length of the sample) constant throughout the cycle. The observed stress increased at the beginning of the heating stage due to the conversion of martensite to austenite, and then decreased as a result of thermal expansion of the sample. The maximum values for the reduction voltage of
Таким образом, легирование азотом явно увеличивает напряжение восстановления. Напряжение восстановления - очень важная переменная с точки зрения применения сталей с эффектом памяти формы (например, в натяжных устройствах, зажимах и предварительно напряженных структурах), часто даже более важная, чем восстанавливаемая деформация. Восстанавливаемые деформации сталей с эффектом памяти формы, легированных азотом, составляют 1,5 - 4%. Обнаружено, что термомеханическое циклирование, т. е. так называемая тренировка сталей с эффектом памяти формы, ведет к увеличению восстанавливаемой деформации и, в общем случае, смещает образование аустенита к более низким температурам также и в сталях, легированных азотом. Термомеханический цикл был повторен пять раз, а кривые, приведенные на фиг. 1(б), были построены для пятого цикла. Соотношение между восстанавливаемой деформацией и первоначальной деформацией также возрастает в результате тренировки. Обычно это значение составляло 0,6 - 1. Полное восстановление наблюдалось при деформации вплоть до 3%, например в стали номер 22. Thus, doping with nitrogen clearly increases the recovery voltage. Recovery stress is a very important variable in terms of the use of steels with a shape memory effect (for example, in tensioners, clamps and prestressed structures), often even more important than the restored strain. The restored deformations of steels with a shape memory effect doped with nitrogen amount to 1.5–4%. It was found that thermomechanical cycling, i.e., the so-called training of steels with a shape memory effect, leads to an increase in the restored strain and, in the general case, shifts the formation of austenite to lower temperatures also in steels alloyed with nitrogen. The thermomechanical cycle was repeated five times, and the curves shown in FIG. 1 (b) were built for the fifth cycle. The ratio between the restored strain and the initial strain also increases as a result of training. Usually this value was 0.6 - 1. Full recovery was observed during deformation up to 3%, for example, in
Когда температура на фиг. 1 возвращалась к комнатной температуре, в образце 4, легированном азотом, сохранялось постоянное напряжение около 700 МПа. В образцах без содержания азота напряжение было менее 400 МПа. Во многих областях применения (например, крепления, натяжные устройства и предварительно напряженный железобетон) высокое остаточное напряжение представляет собой великолепное преимущество. When the temperature in FIG. 1 returned to room temperature, in
Стали, легированные азотом, в соответствии с изобретением обладают хорошим эффектом памяти формы и механическими свойствами даже при криогенных температурах. Восстанавливаемые деформации в несколько процентов были отмечены при испытаниях на растяжение, проведенных при температуре жидкого азота. Nitrogen alloyed steels according to the invention have a good shape memory effect and mechanical properties even at cryogenic temperatures. Recoverable strains of several percent were noted in tensile tests conducted at liquid nitrogen temperature.
В сталях с эффектом памяти формы, легированных азотом, наблюдался также двусторонний (обратимый) эффект памяти формы. Восстанавливаемая деформация при одностороннем и двустороннем эффекте памяти формы представлена на фиг. 2. Исследуется сталь 5, представленная в табл. 1. Когда образец, деформированный растяжением на 6%, нагревается, он укорачивается на 3,5%, что соответствует восстанавливаемой деформации для одностороннего эффекта памяти формы. Когда же образец охлаждается, а затем нагревается до температур в интервале 196oC - 750oC, возникает петля, что свидетельствует о двустороннем эффекте памяти формы. В этой стали его значение составляет около 0,4% после третьего цикла.In steels with a shape memory effect alloyed with nitrogen, a bilateral (reversible) shape memory effect was also observed. The restored deformation with a one-sided and two-sided shape memory effect is shown in FIG. 2.
3. Свойства вибропоглощения. 3. The properties of vibration absorption.
Демпфирующие свойства материалов 25 и 27 (контрольная сталь) представлены на фиг. 3 как функции амплитуды вибрации. При малой амплитуде со значением 0,00005, демпфирующая способность (логарифмический декремент колебаний) составляет около 0,02. При увеличении амплитуды, демпфирующие свойства обоих материалов возрастают, но демпфирующая способность сплава 25 возрастает гораздо быстрее, а при амплитуде со значением 0,0002 она более чем на 50% превосходит соответствующее свойство сплава 27. Влияние легирования азотом на улучшение демпфирующей способности очевидно. Высокая демпфирующая способность, как было показано, сохраняется в широком диапазоне температур. Значения вибропоглощения для стали 26 находились между значениями для сталей 25 и 27. The damping properties of
Свойства сталей с эффектом памяти формы и демпфированием в соответствии с изобретением превосходны по всем приведенным критериям. Их показатели также явно превосходят те значения, которые приводятся в литературе. The properties of steels with shape memory effect and damping in accordance with the invention are excellent in all of the above criteria. Their indicators are also clearly superior to those given in the literature.
Уровень демпфирования (логарифмический декремент) сталей, в соответствии с изобретением, обычно лежит в интервале 0,01 - 0,08 при малых амплитудах вибрации (относительная деформация 10-6 - 10-5). При больших амплитудах (около. 10-4) демпфирующая способность достигает 0,1. Сталь номер 23 является примером стали, которая соединяет в себе прекрасные механические свойства, коррозионную стойкость и свойства памяти (деформация в 2,5% восстанавливается полностью) наряду с высоким демпфированием.The damping level (logarithmic decrement) of steels in accordance with the invention usually lies in the range of 0.01 - 0.08 at small vibration amplitudes (relative deformation 10 -6 - 10 -5 ). At large amplitudes (about. 10 -4 ), the damping ability reaches 0.1.
4. Коррозионная стойкость. 4. Corrosion resistance.
Коррозионная стойкость сталей оценивалась металлографическим методом после того, как образцы находились при атмосферных условиях в течение одного года. Стали были разделены на три класса на основании следующих критериев. The corrosion resistance of steels was evaluated by the metallographic method after the samples were exposed to atmospheric conditions for one year. The steels were divided into three classes based on the following criteria.
Класс 1: не наблюдалось никаких продуктов коррозии. Class 1: no corrosion products were observed.
Класс 2: на некоторой части поверхности образца наблюдались продукты коррозии. Class 2: Corrosion products were observed on a portion of the surface of the sample.
Класс 3: поверхность образца полностью покрыта продуктами коррозии. Class 3: the surface of the sample is completely covered by corrosion products.
В табл. 3 представлены результаты этого теста. In the table. 3 shows the results of this test.
5. Стойкость к окислению при высоких температурах. 5. Resistance to oxidation at high temperatures.
Образцы нагревали до температуры 600oC в атмосфере воздуха, а затем оценивали аналогично тому, как это описано в разделе 3. Стали были разделены на три следующих класса.The samples were heated to a temperature of 600 o C in an atmosphere of air, and then evaluated in the same way as described in
Класс 1: не наблюдалось никаких продуктов коррозии. Class 1: no corrosion products were observed.
Класс 2: продукты коррозии наблюдались на некоторой части поверхности образца. Class 2: Corrosion products were observed on some part of the surface of the sample.
Класс 3: поверхность полностью покрыта продуктами коррозии. Class 3: the surface is completely covered with corrosion products.
Результаты представлены в табл. 3. The results are presented in table. 3.
Стали с эффектом памяти формы, легированные азотом, согласно настоящему изобретению являются первыми материалами с эффектом памяти формы, чьи свойства и цена позволяют интенсивно применять материалы с памятью формы в промышленности. Стали с эффектом памяти формы, легированные азотом, прекрасно подходят в качестве материала для скрепления (например, в деталях машин, абразивных брусках), натяжных устройств (например, соединения для труб) и различных предварительно напряженных структур (например, стали для армирования бетона). Nitrogen-alloyed shape memory steels according to the present invention are the first shape memory materials whose properties and price allow intensive use of shape memory materials in industry. Nitrogen alloyed shape memory steels are excellently suited as bonding materials (e.g. in machine parts, abrasive bars), tensioners (e.g. pipe joints) and various prestressed structures (e.g. steel for concrete reinforcement).
Применение сталей с эффектом памяти формы в вышеперечисленных областях основано на том, что изделия из таких сталей подвергают деформации до того, как они были установлены. Специальное осуществление деформации требуется далеко не всегда, поскольку обычная обработка стали, такая как волочение проволоки или прессование, ковка, холодная прокатка листовой стали или другие подобные операции обеспечивают необходимое деформирование. Это позволяет значительно сэкономить расходы. В процессе деформации образуется мартенсит, двойниковая структура которого оказывается ориентированной в соответствии с присутствующим полем механических напряжений, или двойниковая структура мартенсита, которая уже сформировалась ранее, меняет свою ориентацию. После установки в заданное положение изделия из стали с эффектом памяти формы нагревают до аустенитной области (обычно 100 - 350oC), и в этом случае мартенсит (полностью или частично) переходит в аустенит. После этого изделие пытается восстановить форму, которую оно имело до деформации, что вызывает желаемое напряжение в структуре, в которой установлено изделие.The use of steels with a shape memory effect in the above areas is based on the fact that products from such steels are subjected to deformation before they are installed. Special deformation is far from always required, since conventional steel processing, such as wire drawing or pressing, forging, cold rolling of sheet steel or other similar operations provides the necessary deformation. This can significantly save costs. In the process of deformation, martensite is formed, the twin structure of which is oriented in accordance with the present field of mechanical stresses, or the twin structure of martensite, which has already been formed earlier, changes its orientation. After installation in a predetermined position, steel products with a memory effect, the molds are heated to the austenitic region (usually 100 - 350 o C), in which case martensite (fully or partially) passes into austenite. After that, the product tries to restore the shape that it had before deformation, which causes the desired stress in the structure in which the product is installed.
Необходимо далее заметить, что стали с эффектом памяти формы, легированные азотом, изготовленные в соответствии с изобретением, обладают еще одним превосходным свойством, а именно способностью использовать образование нитридов для усиления композиции. Например, один вариант состоит в том, что после холодной обработки сталь состаривается нагреванием, например, приблизительно до 300 - 600oC. Старение вызывает образование нитридов и, таким образом, прочность стали еще больше повышается.It should further be noted that nitrogen-doped steel forms made in accordance with the invention have yet another excellent property, namely the ability to use nitride formation to enhance the composition. For example, one option is that after cold working the steel is aged by heating, for example, to about 300-600 ° C. Aging causes the formation of nitrides and, thus, the strength of the steel is further enhanced.
Применение стали с эффектом памяти формы, например, при создании у предварительного напряжении в бетоне (или, скорее всего, при создании предварительного напряжения, которое возникает позднее) обеспечивает новые возможности при конструировании, поскольку объект из стали с памятью формы, которому придан желаемый профиль, может быть помещен внутрь массы вещества. Когда масса затвердевает, состояние предварительного напряжения может быть создано при помощи нагрева стали в выбранной точке, например, применяя индукционный нагрев, или при помощи электрического тока, подведенного к стали, или другим соответствующим способом. Применение стали с эффектом памяти формы в качестве способа создания предварительного напряжения также предоставляет возможность увеличивать напряжение при помощи нагревания, произведенного позже, если мартенситная фаза осталась в стали при первом нагревании. Если рассматривать только демпфирующие свойства, то в этом случае свойства и цена сталей, легированных азотом, в соответствии с изобретением позволяют их широко применять в промышленности. Они могут применяться как литые компоненты или как изделия, которые подвергались обработке различными способами. Они могут применяться также и в крупных конструкциях, так как они могут соединяться при помощи сварки. The use of steel with a shape memory effect, for example, when creating prestressing in concrete (or, most likely, when creating prestressing, which occurs later) provides new design possibilities, since an object is made of steel with a shape memory that has the desired profile, can be placed inside the mass of a substance. When the mass hardens, a state of prestressing can be created by heating the steel at a selected point, for example, by applying induction heating, or by using an electric current supplied to the steel, or by other appropriate means. The use of steel with a shape memory effect as a method of creating prestressing also makes it possible to increase the voltage by heating produced later if the martensitic phase remains in the steel during the first heating. If we consider only the damping properties, then in this case, the properties and price of the steels alloyed with nitrogen, in accordance with the invention allow them to be widely used in industry. They can be used as cast components or as products that have been processed in various ways. They can also be used in large structures, as they can be joined by welding.
Стали в соответствии с изобретением также могут применяться в таких материалах, которые должны поглощать энергию удара и ударные волны (например, в средствах передвижения и в военной технике). Дополнительными преимуществами материала в соответствии с изобретением, по сравнению со многими другими металлическими демпфирующими материалами (например, Mn - Cu), являются их высокий модуль упругости и высокая прочность. Steel in accordance with the invention can also be used in such materials that must absorb impact energy and shock waves (for example, in vehicles and in military equipment). Additional advantages of the material in accordance with the invention, compared with many other metal damping materials (for example, Mn - Cu), are their high modulus of elasticity and high strength.
Практические испытания сталей с эффектом памяти формы в соответствии с изобретением были проведены в отношении тех применений, которые рассматривались как наиболее целесообразные. Practical tests of steels with a shape memory effect in accordance with the invention were carried out in relation to those applications that were considered as the most appropriate.
Как утверждалось выше, стали с эффектом памяти формы превосходно подходят для применения в крепежных и натяжных устройствах. Предварительные деформации могут быть выполнены при комнатной температуре, при которой также можно хранить деформированные компоненты (сравните Ni - Ti разъемы, устанавливаемые при криогенных температурах). Модули упругости сталей высоки (модули упругости металлов с эффектом памяти формы на основе Cu и Ni-Ti, например, значительно меньше, что означает, что большая часть восстанавливаемой деформации этих металлов может соответствовать упругой деформации). По сравнению со многими другими сталями с эффектом памяти формы, преимуществом сталей в соответствии с изобретением являются большие силы восстановления и восстанавливаемая деформация, высокая механическая прочность и пластичность, высокая коррозионная стойкость и стойкость к окислению при высоких температурах, прекрасные свойства при изготовлении стали и механической обработке. В дополнение, новые стали могут соединяться при помощи сварки. Было обнаружено, что сварной шов также обладает эффектом памяти формы. Это тоже может быть использовано при практическом применении. Практическая демонстрация была проведена при сгибании сварного стыкового шва и распрямлении его при нагревании. Далее, стали в соответствии с изобретением могут производиться без дополнительных затрат, обычными способами, применяемыми в сталеплавильной промышленности. As stated above, shape memory steels are excellently suited for use in fasteners and tensioners. Preliminary deformations can be performed at room temperature, at which deformed components can also be stored (compare Ni-Ti connectors installed at cryogenic temperatures). The elastic moduli of steels are high (the elastic moduli of metals with a shape memory effect based on Cu and Ni-Ti, for example, are much smaller, which means that most of the restored deformation of these metals can correspond to elastic deformation). Compared to many other steels with shape memory effect, the advantage of steels according to the invention is high recovery forces and restored deformation, high mechanical strength and ductility, high corrosion resistance and oxidation resistance at high temperatures, excellent properties in steel making and machining . In addition, new steels can be welded together. It was found that the weld also has a shape memory effect. This can also be used in practical applications. A practical demonstration was conducted by bending the butt weld and straightening it when heated. Further, the steels in accordance with the invention can be produced at no additional cost, by conventional methods used in the steel industry.
Металлы с эффектом памяти формы в соответствии с изобретением обладают также прекрасной способностью поглощать ударные волны и энергию удара потому, что деформация аустенитной стали в мартенситную связана с поглощением большого количества энергии. Во многих областях практического применения деформации могут быть очень большими, поскольку механизм деформации представляет собой (до определенного уровня деформации) образование мартенсита, а не пластическую деформацию. Благодаря этому предел деформации материала очень высок. Сфера применения включает в себя каркасы для средств передвижения, а также определенные области военной промышленности. Shape memory metals according to the invention also have excellent ability to absorb shock waves and impact energy because the deformation of austenitic steel into martensitic steel is associated with the absorption of a large amount of energy. In many areas of practical application, deformations can be very large, since the deformation mechanism is (up to a certain level of deformation) the formation of martensite, and not plastic deformation. Due to this, the deformation limit of the material is very high. The scope of application includes carcasses for vehicles, as well as certain areas of the military industry.
Предварительное напряжение бетона, проведенное с помощью стали с эффектом памяти формы, было испытано/продемонстрировано при изготовлении двух армированных стальных балок (16х16х60 мм3). Внутрь обеих балок были помещены четыре продолговатых армирующих элемента толщиной 1 мм, изготовленных из стали с эффектом памяти формы в соответствии с изобретением, которые были распределены на расстоянии 10 мм один от другого. Поперечные ребра жесткости были расположены вокруг усиливающих элементов с интервалом приблизительно 7 мм. Отдельно предварительное деформирование стальных элементов (проволок) с эффектом памяти формы не производилось, в качестве предварительной деформации служило обычное холодное волочение проволоки до диаметра 1 мм. Отрезки проволоки, помещенные внутрь одной из балок, были нагреты до температуры 250oC, при которой большая часть мартенсита, образованного при деформации, превратилась в аустенит, и проволока одновременно стала короче. Отрезки проволоки, помещенные внутрь другой балки, не нагревались. Обе стальные балки были помещены в формы, и формы заполнены бетоном. Бетон состоял из обычного портландцемента и песка, который был просеян через 1,5 мм сито. После заливки массу цемента подвергали вибрации для предотвращения образования пустот. После того, как бетон выдерживали в течение 6 недель, обе балки были нагреты до 250oC. В балке, армирующие проволоки которой не были предварительно нагреты, возникло нормальное напряжение сжатия в результате того, что стальная проволока пыталась стать короче, так как мартенсит превращался в аустенит. Когда обе балки подвергли изгибу, то для того, чтобы предварительно напряженная балка сломалась, потребовалась большая нагрузка. Это доказывает, что предварительное напряжение, созданное с помощью стали с эффектом памяти формы, действенно.The prestressing of concrete, carried out using steel with a shape memory effect, was tested / demonstrated in the manufacture of two reinforced steel beams (16x16x60 mm 3 ). Inside the two beams were placed four
Аналогичным образом с помощью стали с эффектом памяти формы в соответствии с изобретением может быть выполнена насадка втулок деталей машин на ось (вал). Детали машин, например маховики и части электрических моторов, крепятся на валу с использованием теплового расширения. Требуемый допуск достигается либо нагреванием детали машины, либо охлаждением вала, например, жидким азотом. Эффект памяти формы может использоваться и при изготовлении соединительных элементов. Изменение размеров, которое достигается при помощи сталей с памятью формы, значительно больше, чем вызываемое термическим расширением. Крепление может быть выполнено, например, при помощи муфты, изготовленной из стали с эффектом памяти формы. Муфта может быть предварительно деформирована путем ее растягивания в осевом направлении. Когда муфту помещают между валом и деталью машины и нагревают до температуры аустенита, она пытается возвратиться к своей форме до растягивания. Толщина ее стенок увеличивается, и одновременно она прикрепляет деталь машины к валу. Если муфта изготовлена из стали, обладающей обратимым эффектом памяти формы, снять деталь машины можно путем охлаждения до выбранной температуры. С помощью соответствующего легирования стали с памятью формы и термомеханической обработки эта выбранная температура может быть задана настолько ниже рабочей температуры машины, чтобы исключить случайное рассоединение деталей во время работы. Similarly, using steel with a shape memory effect in accordance with the invention, a nozzle of machine parts bushings can be made on an axis (shaft). Machine parts, such as flywheels and parts of electric motors, are mounted on the shaft using thermal expansion. The required tolerance is achieved either by heating the machine part, or by cooling the shaft, for example, with liquid nitrogen. The shape memory effect can be used in the manufacture of connecting elements. Resizing, which is achieved using steels with shape memory, is much larger than that caused by thermal expansion. The fastening can be carried out, for example, using a sleeve made of steel with shape memory effect. The coupling can be pre-deformed by stretching it in the axial direction. When the coupling is placed between the shaft and the machine part and heated to austenite temperature, it tries to return to its shape before stretching. The thickness of its walls increases, and at the same time it attaches the machine part to the shaft. If the coupling is made of steel with a reversible shape memory effect, the machine part can be removed by cooling to the selected temperature. Using the appropriate alloying of steel with shape memory and thermomechanical processing, this selected temperature can be set so below the operating temperature of the machine to prevent accidental disconnection of parts during operation.
Соединение труб производится при помощи рукава, изготовленного из стали с эффектом памяти формы, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра трубы. Затем внутренний диаметр рукава увеличивают посредством его деформирования (например, при помощи раскатки) таким образом, чтобы он стал больше диаметра трубы. Увеличенный в диаметре рукав надевается на место соединения встык двух труб. При нагреве до температуры образования аустенита рукав стягивает трубы. Было продемонстрировано крепление рукава с памятью формы на валу и трубе. Рукав был изготовлен из стали согласно настоящему изобретению, длина его составляла 10 мм, внутренний диаметр - 8 мм, а толщина стенок - 2 мм. Крепление происходило при нагревании рукава до 300oC. При изменении размеров создавалось напряжение сжатия.The pipes are connected using a sleeve made of steel with a shape memory effect, the inner diameter of which is less than the outer diameter of the pipe. Then the inner diameter of the sleeve is increased by deforming it (for example, by rolling) so that it becomes larger than the diameter of the pipe. The sleeve increased in diameter is put on the butt joint of two pipes. When heated to the temperature of austenite formation, the sleeve pulls together the pipes. The mounting of the sleeve with shape memory on the shaft and pipe was demonstrated. The sleeve was made of steel according to the present invention, its length was 10 mm, the inner diameter was 8 mm, and the wall thickness was 2 mm. The fastening took place when the sleeve was heated to 300 o C. When resizing, a compression stress was created.
Не всегда необходимо изготавливать отдельную крепежную деталь из стали, обладающей памятью формы, потому что во многих случаях само изделие может быть изготовлено из такой стали. It is not always necessary to make a separate fastener from steel having a shape memory, because in many cases the product itself can be made of such steel.
Изобретение можно использовать для крепления заклепки, винта или другого крепежного элемента, в которых изменение размера происходит в осевом направлении. Во многих случаях (например, крепление листов, деталей машин), крепление может быть обеспечено при помощи таких крепежных деталей, которые до их установки были деформированы вытяжкой в направлении вала. После установки затягивание обеспечивалось нагревом крепежной детали до температуры образования аустенита. Нагрев можно производить таким образом, что температура нагрева центральной части детали выше, чем ее внешней поверхности. В этом случае большее количество аустенита образуется внутри детали, чем на ее поверхности. При этом внутри самой детали возникает растягивающее напряжение, а на ее поверхности - напряжение сжатия. Разрушения и коррозия, вызванная перенапряжением, не так легко возникают в поверхностном слое, на который действует напряжение сжатия. Применение градиента напряжения, вызванного частичным нагреванием стали с эффектом памяти формы, составляет новый признак изобретения, который может использоваться во многих областях применения. The invention can be used to fasten a rivet, screw or other fastener in which the change in size occurs in the axial direction. In many cases (for example, fastening sheets, machine parts), fastening can be achieved using fasteners that, prior to installation, were deformed by a hood in the direction of the shaft. After installation, the tightening was ensured by heating the fastener to the temperature of austenite formation. Heating can be performed in such a way that the heating temperature of the central part of the part is higher than its outer surface. In this case, a greater amount of austenite is formed inside the part than on its surface. In this case, tensile stress arises inside the part itself, and compression stress arises on its surface. Damage and corrosion caused by overvoltage do not readily occur in the surface layer affected by compression stress. The use of a voltage gradient caused by partial heating of steel with a shape memory effect constitutes a new feature of the invention that can be used in many applications.
Настоящее изобретение также может применяться в конструкциях, которые должны иметь высокое сопротивление усталости. Поскольку стали с эффектом памяти формы, легированные азотом, очень прочны и обладают так называемыми сверхпластичными свойствами, они легко выдерживают усталостные нагрузки даже при высоких амплитудах нагрузок. Если сталь напряжена, то механизм деформации (до определенных пределов) представляет собой двойникование, а не скольжение. Этот механизм обладает свойством восстановления, поэтому усталость материала очень мала. Поскольку стали в соответствии с изобретением, в дополнение, дешевы, легко обрабатываются и легко свариваются, они прекрасно могут применяться в качестве конструкционных материалов для больших стальных конструкций и машин, в которых они подвергаются высоким усталостным нагрузкам. The present invention can also be used in structures that must have high fatigue resistance. Since steel with a memory effect, the forms doped with nitrogen are very strong and have the so-called superplastic properties, they easily withstand fatigue loads even at high load amplitudes. If steel is stressed, then the deformation mechanism (up to certain limits) is twinning, not slip. This mechanism has the property of recovery, so the fatigue of the material is very small. Since the steels according to the invention are, in addition, cheap, easy to process and easy to weld, they can be perfectly used as structural materials for large steel structures and machines in which they are subjected to high fatigue loads.
Claims (18)
Mn - 5 - 50
N - 0,01 - 0,8
Fe - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит один или более из следующих элементов, мас.%:
Cr - 0,1 - 20,0
Ni - 0,1 - 20,0
Co - 0,1 - 20,0
Si - 0,1 - 8,0
Cu - 0,1 - 3,0
V - 0,1 - 1,0
Nb - 0,1 - 1,0
Mo - 0,1 - 3,0
C - 0,001 - 1,0
Редкоземельные металлы - 0,0005 - 0,02
при выполнении следующего соотношения:
Ni + Co + 0,5Mn + 0,3Cu + 20N + 25C = 0,3(Cr + 2Si + 5V + 1,5Nb + 1,5Mo).1. Steel with the properties of shape memory and vibration absorption, containing manganese and iron, characterized in that it additionally contains nitrogen in the following ratio of components, wt.%:
Mn - 5 - 50
N - 0.01 - 0.8
Fe - Else
2. Steel according to claim 1, characterized in that it further comprises one or more of the following elements, wt.%:
Cr - 0.1 - 20.0
Ni - 0.1 - 20.0
Co - 0.1 - 20.0
Si - 0.1 - 8.0
Cu - 0.1 - 3.0
V - 0.1 - 1.0
Nb - 0.1 - 1.0
Mo - 0.1 - 3.0
C - 0.001 - 1.0
Rare Earth Metals - 0.0005 - 0.02
when performing the following ratio:
Ni + Co + 0.5Mn + 0.3Cu + 20N + 25C = 0.3 (Cr + 2Si + 5V + 1.5Nb + 1.5Mo).
11.07.1996 по п.1;
11.07.1995 по пп.2 - 10, 12 - 16, 18 и 19;
26.02.1996 по п.11;
07.05.1996 по п.17.Priority on points:
07/11/1996 according to claim 1;
07/11/1995 according to claims 2 - 10, 12 - 16, 18 and 19;
02/26/1996 according to claim 11;
05/07/1996 according to claim 17.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI953393 | 1995-07-11 | ||
| FI953393A FI953393A0 (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Kvaevelegerade minnismetaller |
| FI960866 | 1996-02-26 | ||
| FI960866A FI960866A (en) | 1995-07-11 | 1996-02-26 | memory metals |
| FI961922 | 1996-05-07 | ||
| FI961922A FI961922A0 (en) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | Daempningsstaol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98102127A RU98102127A (en) | 1999-11-27 |
| RU2169786C2 true RU2169786C2 (en) | 2001-06-27 |
Family
ID=27241642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98102127/02A RU2169786C2 (en) | 1995-07-11 | 1996-07-11 | Nitrogen-containing iron based-alloys having properties of damping and effect of memory of shape |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0846189A1 (en) |
| JP (1) | JP2000501778A (en) |
| AU (1) | AU6361396A (en) |
| CA (1) | CA2225679A1 (en) |
| RU (1) | RU2169786C2 (en) |
| WO (1) | WO1997003215A1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443795C2 (en) * | 2010-04-16 | 2012-02-27 | Тамара Федоровна Волынова | MULTI-FUNCTION ANTIFRICTION NANOSTRUCTURE WEAR-RESISTANT DAMPING ALLOYS WITH SHAPE MEMORY EFFECT ON METASTABLE BASIS OF IRON WITH STRUCTURE OF HEXAGONAL ε-MARTENSITE, AND ITEMS USING THESE ALLOYS WITH EFFECT OF SELF-ORGANISATION OF NANOSTRUCTURE COMPOSITIONS, SELF-STRENGTHENING AND SELF-LUBRICATION OF FRICTION SURFACES, WITH EFFECT OF SELF-DAMPING OF VIBRATIONS AND NOISES |
| RU2494162C1 (en) * | 2012-10-05 | 2013-09-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based wear resistant alloy |
| RU2591933C1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | High-temperature alloy with shape memory effect |
| US10294557B2 (en) | 2005-09-21 | 2019-05-21 | Arcelormittal France | Method for making a steel part of multiphase microstructure |
| RU2723307C1 (en) * | 2015-09-29 | 2020-06-09 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | High-strength stainless steel sheet, having excellent fatigue characteristics, as well as production method thereof |
| RU2725240C2 (en) * | 2015-08-17 | 2020-06-30 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | Vibration damping material of ferrite stainless steel with high content of al and production method |
| RU2725239C2 (en) * | 2015-08-17 | 2020-06-30 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | Damping material of ferritic stainless steel and production method |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1062060C (en) * | 1997-12-31 | 2001-02-14 | 天津大学国家教委形状记忆材料工程研究中心 | Shape-memory stainless steel joint for pipeline |
| FI982407A0 (en) | 1998-03-03 | 1998-11-06 | Adaptamat Tech Oy | Controls and devices |
| JP3864600B2 (en) * | 1999-01-27 | 2007-01-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for producing high Mn non-magnetic steel sheet for cryogenic use |
| JP3542754B2 (en) * | 2000-02-09 | 2004-07-14 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Shape memory alloy |
| CN1128244C (en) * | 2000-10-26 | 2003-11-19 | 艾默生电气（中国）投资有限公司 | Fe-Mn-Si base marmem containing Cr and N and its training method |
| SE528991C2 (en) | 2005-08-24 | 2007-04-03 | Uddeholm Tooling Ab | Steel alloy and tools or components made of the steel alloy |
| EP2141251B1 (en) * | 2008-06-25 | 2016-12-28 | EMPA Dübendorf | Shape memory alloys based on iron, manganese and silicon |
| JP2010156041A (en) * | 2008-12-04 | 2010-07-15 | Daido Steel Co Ltd | Two-way shape-recovery alloy |
| US20130160900A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Airbus Engineering Centre India | SHAPE MEMORY STAINLESS STEELS WITH RARE EARTH ELEMENTS Ce AND La |
| JP6182725B2 (en) * | 2012-12-28 | 2017-08-23 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Damping alloy |
| CN104233059A (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 鞍钢股份有限公司 | Delayed-fracture-resistant high-strength TWIP steel |
| CN106756445A (en) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 佛山新瑞科创金属材料有限公司 | A kind of additive and its application method with raising Fe Mn base high-damping alloy decay resistances |
| JP6887642B2 (en) * | 2017-04-04 | 2021-06-16 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Fe-Mn-Si alloy casting material with excellent low cycle fatigue characteristics |
| WO2020064126A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Shape-memory alloy, flat steel product made therefrom with pseudo-elastic properties, and method for producing such a flat steel product |
| JP7326454B2 (en) * | 2019-01-22 | 2023-08-15 | アペラム | Iron-manganese alloy with improved weldability |
| CN111500946A (en) * | 2020-05-25 | 2020-08-07 | 徐州优尚精密机械制造有限公司 | Stainless steel casting for ship hardware fitting and preparation process thereof |
| CN113817969B (en) * | 2020-06-19 | 2022-09-27 | 香港大学 | High-strength super-corrosion-resistant non-magnetic stainless steel and preparation method thereof |
| EP4174204A1 (en) * | 2020-06-24 | 2023-05-03 | National Institute for Materials Science | Welded structure and fe-mn-cr-ni-si-based alloy |
| CN114959174B (en) * | 2022-06-07 | 2024-01-12 | 西峡县丰业冶金材料有限公司 | High-strength hot rolled ribbed steel bar produced by rare earth element and production method thereof |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1323511C (en) * | 1988-04-05 | 1993-10-26 | Hisatoshi Tagawa | Iron-based shape-memory alloy excellent in shape-memory property, corrosion resistance and high-temperature oxidation resistance |
| US4929289A (en) * | 1988-04-05 | 1990-05-29 | Nkk Corporation | Iron-based shape-memory alloy excellent in shape-memory property and corrosion resistance |
| JPH02228451A (en) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Nippon Steel Corp | Iron-base shape memory alloy |
| JPH02301514A (en) * | 1989-05-15 | 1990-12-13 | Nisshin Steel Co Ltd | Method for allowing shape memory stainless steel to memorize shape |
| JPH0328319A (en) * | 1989-06-26 | 1991-02-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Pipe joint made of stainless steel and its production |
| JPH0382741A (en) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Nisshin Steel Co Ltd | Shape memory staiinless steel excellent in stress corrosion cracking resistance and shape memory method therefor |
| FR2654748B1 (en) * | 1989-11-22 | 1992-03-20 | Ugine Aciers | STAINLESS STEEL ALLOY WITH SHAPE MEMORY AND METHOD FOR PRODUCING SUCH AN ALLOY. |
-
1996
- 1996-07-11 WO PCT/FI1996/000408 patent/WO1997003215A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-07-11 EP EP96922913A patent/EP0846189A1/en not_active Ceased
- 1996-07-11 RU RU98102127/02A patent/RU2169786C2/en not_active IP Right Cessation
- 1996-07-11 CA CA 2225679 patent/CA2225679A1/en not_active Abandoned
- 1996-07-11 JP JP9505533A patent/JP2000501778A/en not_active Ceased
- 1996-07-11 AU AU63613/96A patent/AU6361396A/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10294557B2 (en) | 2005-09-21 | 2019-05-21 | Arcelormittal France | Method for making a steel part of multiphase microstructure |
| RU2443795C2 (en) * | 2010-04-16 | 2012-02-27 | Тамара Федоровна Волынова | MULTI-FUNCTION ANTIFRICTION NANOSTRUCTURE WEAR-RESISTANT DAMPING ALLOYS WITH SHAPE MEMORY EFFECT ON METASTABLE BASIS OF IRON WITH STRUCTURE OF HEXAGONAL ε-MARTENSITE, AND ITEMS USING THESE ALLOYS WITH EFFECT OF SELF-ORGANISATION OF NANOSTRUCTURE COMPOSITIONS, SELF-STRENGTHENING AND SELF-LUBRICATION OF FRICTION SURFACES, WITH EFFECT OF SELF-DAMPING OF VIBRATIONS AND NOISES |
| RU2494162C1 (en) * | 2012-10-05 | 2013-09-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based wear resistant alloy |
| RU2591933C1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | High-temperature alloy with shape memory effect |
| RU2725240C2 (en) * | 2015-08-17 | 2020-06-30 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | Vibration damping material of ferrite stainless steel with high content of al and production method |
| RU2725239C2 (en) * | 2015-08-17 | 2020-06-30 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | Damping material of ferritic stainless steel and production method |
| RU2723307C1 (en) * | 2015-09-29 | 2020-06-09 | Ниппон Стил Стэйнлесс Стил Корпорейшн | High-strength stainless steel sheet, having excellent fatigue characteristics, as well as production method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2225679A1 (en) | 1997-01-30 |
| EP0846189A1 (en) | 1998-06-10 |
| WO1997003215A1 (en) | 1997-01-30 |
| AU6361396A (en) | 1997-02-10 |
| JP2000501778A (en) | 2000-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2169786C2 (en) | Nitrogen-containing iron based-alloys having properties of damping and effect of memory of shape | |
| JP4926406B2 (en) | Steel sheet with excellent fatigue crack propagation characteristics | |
| JP5544633B2 (en) | Austenitic stainless steel sheet for structural members with excellent shock absorption characteristics | |
| Bramfitt | Structure/property relationships in irons and steels | |
| JPWO2011152009A1 (en) | Copper-based alloy and structural material using the same | |
| KR100606106B1 (en) | Steel wire for heat-resistant spring, heat-resistant spring and method for producing heat-resistant spring | |
| KR102144708B1 (en) | Damping alloy | |
| JP4654440B2 (en) | Low work hardening type iron alloy | |
| US20050126661A1 (en) | Precipitation hardenable austenitic steel | |
| JPH05255813A (en) | High strength alloy excellent in workability and damping capacity | |
| Alvarez-Armas | Lowcycle fatigue behavior on duplex stainless steels | |
| WO2006109919A1 (en) | High-strength damping alloys and low-noise diamond saw using the same | |
| CN1247807C (en) | High-strength low alloy titanium alloy and produicng method thereof | |
| KR102460872B1 (en) | Fe-Mn-Si alloy cast material with excellent low cycle fatigue properties | |
| JP3545610B2 (en) | Welding wire and welding method | |
| JPS63171857A (en) | Manufacture of precipitation hardening-type stainless steel excellent in fatigue characteristic | |
| JP4173999B2 (en) | Fillet welding method and fillet welded joint of steel plate with excellent fatigue strength of welded part | |
| JP3586380B2 (en) | Multi-layer welding method | |
| US5173254A (en) | Steel having excellent vibration-dampening properties and weldability | |
| JP4441327B2 (en) | Welded joint with excellent fatigue characteristics | |
| JP2004025304A (en) | Weld joint and welding material for steel structure | |
| KR20060107896A (en) | High-strength damping alloys and low-noise diamond saw using the same | |
| JP3520119B2 (en) | High-strength hot-rolled thin steel sheet excellent in workability, fatigue properties and low-temperature toughness, and method for producing the same | |
| JPH1053814A (en) | High strength hot rolled steel material excellent in weldability, and high strength steel wire and high strength bar steel using the same | |
| RU2806255C1 (en) | Steel with controlled ratio of yield strength to tensile strength and method of its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050712 |