Форма хәтер эретмәләре (SMA) термомеханик стимулга характерлы деформация реакциясенә ия. Термомеханик стимул югары температурадан, күчерелүдән, каты-каты трансформациядән һ.б. барлыкка килә (югары температуралы югары тәртипле фаза остенит, ә түбән температуралы түбән тәртипле этап мартенсит дип атала). Кабат цикллы фаза күчү күчерелмәләрнең әкренләп үсүенә китерә, шуңа күрә үзгәртелмәгән өлкәләр SMA функциясен киметәчәк (функциональ ару дип атала) һәм микрокреклар җитештерәчәк, ахыр чиктә сан җитәрлек булганда физик уңышсызлыкка китерәчәк. Билгеле, бу эретмәләрнең ару-талу тормышын аңлау, кыйммәтле компонент кисәкләрен чишү, материаль үсешне һәм продукт дизайны циклын киметү - барысы да зур икътисади басым китерәчәк.
Термо-механик ару күпчелек дәрәҗәдә өйрәнелмәгән, аеруча термо-механик цикл астында ару-талуны таркату буенча тикшеренүләр булмау. Биомедицинада СМАны иртә тормышка ашыруда, ару-талуны тикшерүнең төп юнәлеше цикллы механик йөкләр астында "кимчелексез" үрнәкләрнең гомуми гомере булды. Кечкенә SMA геометриясе булган кушымталарда ару-талу артуы тормышка аз тәэсир итә, шуңа күрә тикшеренүләр аның үсешен контрольдә тоту урынына ярак башлануны булдырмауга юнәлтелгән; машина йөртүдә, тибрәнүне киметүдә һәм энергияне үзләштерү кушымталарында тиз көч алырга кирәк. SMA компонентлары, гадәттә, уңышсызлык алдыннан зур ярыкны таратыр өчен җитәрлек зур. Шуңа күрә, кирәкле ышанычлылык һәм куркынычсызлык таләпләрен канәгатьләндерү өчен, зыянга толерантлык ысулы ярдәмендә ару-талуны арттыру тәртибен тулысынча аңларга һәм бәяләргә кирәк. СМАдагы сыну механикасы төшенчәсенә таянган зыянга толерантлык ысулларын куллану гади түгел. Традицион структур металллар белән чагыштырганда, кире фазага күчү һәм термо-механик кушылу SMA-ның арыганлыгын һәм артык йөкләнешен эффектив сурәтләү өчен яңа кыенлыклар тудыра.
АКШтагы Техас A&M Университеты тикшерүчеләре беренче тапкыр Ni50.3Ti29.7Hf20 супераллойында саф механик һәм йөртелгән ару-талу тәҗрибәсен үткәрделәр, һәм арыганлыкны җайга салу өчен кулланыла торган Париж тибындагы интеграль көч тәкъдим иттеләр. бер параметр астында ярак үсеш темплары. Моннан фаразланганча, ярак үсеш темплары белән эмпирик бәйләнеш төрле йөкләү шартлары һәм геометрик конфигурацияләр арасында урнаштырылырга мөмкин, бу SMA-ларда деформация яракларының үсешенең потенциаль бердәм тасвирламасы буларак кулланылырга мөмкин. Бәйләнешле кәгазь Acta Materialia'да "Формаль хәтер эретмәләрендә механик һәм актуаль ару-талу үсешенең бердәм тасвирламасы" исеме белән бастырылды.
Кәгазь сылтама:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Тикшеренү ачыклаганча, Ni50.3Ti29.7Hf20 эретмәсе 180 at тәэсирендә униаксиаль киеренкелек сынавына дучар булганда, остенит йөкләү процессында түбән стресс дәрәҗәсендә эластик деформацияләнә, һәм Яшьләр модуле 90GPa тирәсе. Стресс якынча 300MPa җиткәч, уңай фаза трансформациясе башында остенит стресска китерелгән мартенситка әйләнә; бушатканда, стресска китергән мартенсит, нигездә, эластик деформация кичерә, Яшь модуласы якынча 60 GPa, аннары кире остенитка күчә. Интеграция ярдәмендә, структур материалларның ару-талу үсеш темплары Париж тибындагы хакимият законына туры килде.
Ni50.3Ti29.7Hf20 рәсеменең BSE рәсеме югары температуралы форма хәтер эретмәсе һәм оксид кисәкчәләренең зурлыгы бүленеше.
Ni50.3Ti29.7Hf20 рәсеменең TEM образы 550 ℃ h 3х җылылык белән эшкәртелгәннән соң югары температуралы форма хәтер эретмәсе
3-нче рәсем NiTiHf DCT үрнәгенең механик арыганлыкның J һәм da / dN арасындагы бәйләнеше 180 at
Бу мәкаләдәге экспериментларда, бу формуланың барлык экспериментлардан арыганлыкның үсеш темпларына туры килүе һәм бер үк параметрлар җыелмасы куллана алуы исбатланды. Күч законнары экспоненты m якынча 2,2. Ару-талуны сындыру анализы шуны күрсәтә: механик яракларның таралуы да, машина йөртү яракларының таралуы да квази-ярылу сыныклары, һәм өслектә гафний оксидының еш булуы ярык таралуга каршы торуны көчәйтте. Алынган нәтиҗәләр шуны күрсәтә: бер эмпирик көч законы экспрессиясе йөкләү шартларында һәм геометрик конфигурацияләрдә кирәкле охшашлыкка ирешә ала, шуның белән форма хәтер эретмәләренең термо-механик арыганлыгын бердәм тасвирлый, шуның белән йөртү көчен бәяли.
180 ℃ механик ару-талуны арттыру экспериментыннан соң NiTiHf DCT үрнәгенең сынуы 4 SEM рәсеме.
Рәсем 5 NiTiHf DCT үрнәгенең сыну SEM образы 250 N даими йөкләнеш астында ару-талуны арттыру экспериментын йөрткәннән соң.
Йомгаклап әйткәндә, бу кәгазь никельгә бай NiTiHf югары температуралы форма хәтер эретмәләрендә саф механик һәм йөртүче ару-талуны арттыру тәҗрибәләрен үткәрә. Cyиклик интеграциягә нигезләнеп, Париж тибындагы көч-хокук крекының үсеш экспрессиясе һәр экспериментның ару-талу үсеш темпларын бер параметр астында туры китерергә тәкъдим ителә.
Пост вакыты: 07-2021 сентябрь