Tha freagairt deformachaidh àbhaisteach aig aloidhean cuimhne cumadh (SMAs) do bhrosnachaidhean thermomechanical. Tha brosnachaidhean thermomechanical a ’tighinn bho theodhachd àrd, gluasad, cruth-atharrachadh solid-to-solid, msaa (canar ìre austenite ri ìre àrd-teodhachd àrd-teodhachd, agus canar martensite ris an ìre òrdugh ìosal aig teòthachd ìosal). Bidh ath-ghluasadan ceum cearcallach a-rithist a ’leantainn gu àrdachadh mean air mhean ann an eas-òrdughan, agus mar sin lùghdaichidh na raointean neo-atharraichte comasachd an SMA (ris an canar laigse gnìomh) agus bheir iad a-mach microcracks, a bheir gu crìch fàilligeadh corporra nuair a bhios an àireamh mòr gu leòr. Gu follaiseach, bidh cuideam mòr eaconamach air a bhith a ’tuigsinn giùlan beatha reamhar nan aloidhean sin, a’ fuasgladh duilgheadas sgrìobadh phàirtean daor, agus a ’lughdachadh leasachadh stuthan agus cearcall dealbhadh toraidh.
Cha deach sgrùdadh a dhèanamh air laigse thermo-meacanaigeach gu ìre mhòr, gu sònraichte an dìth rannsachaidh air iomadachadh sgàineadh reamhar fo chuairtean thermo-meacanaigeach. Ann a bhith a ’buileachadh tràth SMA ann am biomedicine, b’ e fòcas sgrùdadh reamhar beatha iomlan sampaill “gun uireasbhuidh” fo luchdan meacanaigeach cearcallach. Ann an tagraidhean le geoimeatraidh beag SMA, chan eil mòran buaidh aig fàs sgàineadh reamhar air beatha, agus mar sin tha an rannsachadh ag amas air casg a chuir air tòiseachadh sgàineadh seach smachd a chumail air an fhàs aige; ann an dràibheadh, lughdachadh crathadh agus tagraidhean lùths, feumar cumhachd fhaighinn gu sgiobalta. Mar as trice tha co-phàirtean SMA mòr gu leòr airson iomadachadh mòr sgàineadh a chumail suas mus fàillig iad. Mar sin, gus coinneachadh ris na riatanasan earbsachd is sàbhailteachd riatanach, feumar làn thuigse agus tomhas a dhèanamh air giùlan fàs sgàineadh reamhar tron dòigh fulangas milleadh. Chan eil a bhith a ’cur an gnìomh dhòighean fulangas milleadh a tha an urra ri bun-bheachd meacanaig briste ann an SMA sìmplidh. An coimeas ri meatailtean structarail traidiseanta, tha eadar-ghluasad ìre reversible agus ceangal thermo-meacanaigeach a ’toirt dhùbhlain ùra a thaobh a bhith a’ toirt cunntas èifeachdach air reamhrachd agus cus cuideim SMA.
Rinn luchd-rannsachaidh bho Oilthigh Texas A&M anns na Stàitean Aonaichte deuchainnean fàis sgàineadh reamhar fìor-ghlan meacanaigeach agus air an stiùireadh ann an Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy airson a ’chiad uair, agus mhol iad abairt lagh cumhachd seòrsa stèidhichte ann am Paris a ghabhas cleachdadh airson Fit the fat. ìre fàis sgàineadh fo aon pharamadair. Tha e air a dhearbhadh bho seo gum faodar an dàimh empirigeach le ìre fàis sgàineadh a shuidheachadh eadar diofar shuidheachaidhean luchdaidh agus rèiteachadh geoimeatrach, a dh'fhaodar a chleachdadh mar thuairisgeul aonaichte a dh ’fhaodadh a bhith ann mu fhàs sgàineadh deformation ann an SMAn. Chaidh am pàipear co-cheangailte fhoillseachadh ann an Acta Materialia leis an tiotal “Tuairisgeul aonaichte de dh’ fhàs sgàineadh reamhar meacanaigeach agus cleasachd ann an aloidhean cuimhne cumadh ”.
Ceangal pàipeir:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Lorg an sgrùdadh, nuair a thèid Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy a thoirt fo dheuchainn tensile uniaxial aig 180 ℃, tha an austenite gu ìre mhòr air a dheformachadh fo ìre cuideam ìosal rè a ’phròiseas luchdachaidh, agus tha modal Young mu 90GPa. Nuair a ruigeas an cuideam timcheall air 300MPa Aig toiseach cruth-atharrachadh na h-ìre adhartach, bidh austenite ag atharrachadh gu martensite a tha air adhbhrachadh le cuideam; nuair a thèid dì-luchdachadh, martensite a tha air a bhrosnachadh le cuideam gu ìre mhòr a ’tighinn tro leasachadh elastic, le modal Young de mu 60 GPa, agus an uairsin a’ cruth-atharrachadh air ais gu austenite. Tro aonachadh, tha ìre fàis sgàineadh reamhar stuthan structarail air a chuir a-steach don abairt lagh cumhachd seòrsa Paris.
Fig.1 Ìomhaigh BSE de Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy cuimhne cumadh teodhachd àrd agus cuairteachadh meud gràinean ocsaid
Figear 2 Ìomhaigh TEM de Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy cuimhne cumadh teòthachd àrd an dèidh làimhseachadh teas aig 550 ℃ × 3h
Fig. 3 An dàimh eadar J agus da / dN de fhàs sgàineadh reamhar meacanaigeach de shampall NiTiHf DCT aig 180 ℃
Anns na deuchainnean san artaigil seo, thathas a ’dearbhadh gum faod am foirmle seo a bhith a’ freagairt dàta ìre fàis sgàineadh reamhar bho gach deuchainn agus gun urrainn dha an aon sheata de pharamadairean a chleachdadh. Tha an taisbeanair lagh cumhachd mu 2.2. Tha mion-sgrùdadh bristeadh reamhar a ’sealltainn gu bheil an dà chuid iomadachadh sgàineadh meacanaigeach agus iomadachadh sgàineadh dràibhidh nan brisidhean leth-sgoltadh, agus gu bheil làthaireachd tric hafnium oxide air a dhol nas miosa an aghaidh iomadachadh sgàineadh. Tha na toraidhean a fhuaireadh a ’sealltainn gum faod aon abairt lagh cumhachd empirigeach an aon rud a tha a dhìth a choileanadh ann an raon farsaing de shuidheachaidhean luchdaidh agus rèiteachadh geoimeatrach, agus mar sin a’ toirt seachad cunntas aonaichte de reamhrachd thermo-meacanaigeach aloidhean cuimhne cumadh, agus mar sin a ’dèanamh tuairmse air an fheachd dràibhidh.
Fig. 4 Ìomhaigh SEM de bhriseadh sampall NiTiHf DCT às deidh deuchainn fàs sgàineadh reamhar 180 ℃
Figear 5 Ìomhaigh SEM briste de shampall NiTiHf DCT às deidh deuchainn fàis sgàineadh reamhar a stiùireadh fo luchd-claonadh seasmhach de 250 N
Ann an geàrr-chunntas, bidh am pàipear seo a ’dèanamh deuchainnean fàis sgàineadh reamhar fìor-ghlan agus dràibhidh air aloidhean cuimhne cumadh teòthachd àrd NiTiHf airson nicel airson a’ chiad uair. Stèidhichte air amalachadh cearcallach, thathas a ’moladh abairt fàis sgàineadh cumhachd-cumhachd ann am Paris a bhith a’ freagairt ìre fàis sgàineadh reamhar gach deuchainn fo aon pharamadair
Ùine puist: Sep-07-2021