ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 224 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ и его практически постоянство в ограниченной температурной области. Впервые такое поведение было обнаружено в 1920 году швейцарскофранцузским физиком Ш.Э. Гийомом в сплаве системы Fe-Ni-Cr и получило название «элинварное поведение» [1, 2]. Элинварные сплавы применяют для изготовления элементов колебательных измерительных систем с постоянными упругими свойствами в интервале рабочих температур, в том числе в микроэлектромеханических системах (МЭМС), используемых в миниатюрных датчиках и сенсорах [3–6]. Датчики, изготовленные из элинварных сплавов, кроме прямого авиакосмического применения могут использоваться в робототехнике и других высокотехнологичных областях, где требуется высокая точность. [7] Ключевым достоинством металлических элинварных сплавов является возможность создавать инерциальные датчики среднего класса точности с кольцевым, цилиндрическим и колоколообразным резонаторами [7]. Элинварное поведение характеризуется температурным коэффициентом модуля упругости порядка 10–5…10–6 °С–1 [2, 8, 9]. Ранее в литературе описывалось несколько механизмов, объясняющих природу элинварного поведения и связанных со взаимодействием магнитных моментов [2, 8, 9], фазовых переходов и предпереходных явлений [10–13], высокой плотностью дислокаций [10,14] и анизотропией температурных зависимостей моделей упругостей низкосимметричной кристаллической решетки [13, 15–22]. Однако недавно было обнаружено элинварное поведение, обусловленное новым механизмом, основанным на уникальном межатомном взаимодействии в ОЦК-β-фазе титановых сплавов [23, 24]. Это элинварное поведение отличается широким температурным интервалом (до 400 °С), нетребовательностью к структурному состоянию сплава и нечувствительностью к внешним магнитным полям. Впервые такое элинварное поведение было обнаружено в сплаве Ti-22Nb-6Zr (ат. %) с памятью формы при охлаждении из высокотемпературной области существования β-фазы в интервале температур от 550 до 150 °C [18, 19]. Однако значительными ограничениями внедрения сплава Ti-22Nb-6Zr в промышленное применение являются предмартенситные явления вблизи комнатной температуры, сопровождающиеся снижением модуля упругости ниже 150 °C, и выделение изотермической ω-фазы при нагреве, приводящее к существенному изменению модуля упругости и соответственно потере элинварного поведения [23, 24]. Увеличение скорости нагрева позволяет подавить выделение ω-фазы, однако это делает сплав чувствительным к скорости и соответственно вносит ограничения в параметры эксплуатации [25, 26]. Для подавления предмартенситных явлений за счет понижения температур мартенситного превращения и интервала предмартенситного «размягчения» представляется перспективным дополнительное легирование сплава цирконием [27] и переход к составу Ti-22Nb-15Zr, где температура начала мартенситного превращения и предмартенситных явлений примерно на 315 °C ниже, чем в сплаве Ti-22Nb-6Zr. Позднее элинварное поведение нового типа было обнаружено в стабильном β-титановом сплаве Ti-50Nb в двух температурных интервалах протяженностью до 200 °С, разделенных областью отсутствия элинварного поведения [28]. В соответствии с фазовой диаграммой [29] и данными из научной литературы [30] к стабильным β-сплавам относятся сплавы с содержанием ниобия не менее 40 ат. % Nb. В сплавах с меньшим содержанием ниобия возможно выделение как стабильной α-фазы, так и метастабильных α´-, α˝-мартенситов, ωiso- и ωath-фаз [31–35]. Все это подтверждает перспективность поиска составов с элинварным поведением нового типа среди стабильных β-титановых сплавов [36]. В свою очередь, сплавы системы Ti-Mo также весьма перспективны, поскольку молибден является более сильным β-стабилизатором, чем ниобий. Так, легирование титана всего 30 ат. % молибдена согласно данным из научной литературы [37–39] позволяет получить стабильный β-сплав. Кроме того, в некоторых источниках упоминается, что возможно получение относительно стабильной β-фазы в сплаве с содержанием всего 12,6 ат. % Mo [40]. Такое относительно малое легирование позволяет сохранить большую часть мест в кристаллической решетке за титаном, межатомные взаимодействия в β-фазе которого и приводят к элинварному поведению нового типа. Это делает весьма перспективным рассмотрение стабильных β-титановых сплавов систем Ti-Nb и Ti-Mo
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1