Gazety metaly ambony "Acta Materialia": Fihetseham-pitomboan'ny harerahana amin'ny alàlan'ny fitadidiana endrika

Ny metaly fitadidiana endrika (SMA) dia manana valin-kaonty miavaka amin'ny fanentanana thermomechanika. Ny stimuli thermomechanika dia avy amin'ny mari-pana ambony, ny fifindran'ny toerana, ny fiovan'ny solid-to-solid, sns. Ny fiovaovan'ny dingana miverimberina dia mitarika amin'ny fitomboana tsikelikely amin'ny dislocations, ka ny faritra tsy miova dia hampihena ny fiasan'ny SMA (antsoina hoe harerahana miasa) ary hamokatra microcracks, izay hitarika amin'ny tsy fahombiazana ara-batana rehefa lehibe ny isa. Mazava ho azy, ny fahatakarana ny fitondran-tena harerahana amin'ireo metaly ireo, ny famahana ny olan'ny kojakoja lafo vidy, ary ny fampihenana ny fivoaran'ny fitaovana sy ny tsingerin'ny famolavolana vokatra dia hiteraka fanerena ara-toekarena goavana.

Ny harerahana thermo-mekanika dia tsy mbola nodinihina betsaka, indrindra ny tsy fisian'ny fikarohana momba ny fiparitahan'ny triatra harerahana amin'ny tsingerin'ny thermo-mekanika. Tamin'ny fampiharana voalohany ny SMA amin'ny biomedicine, ny nifantohan'ny fikarohana harerahana dia ny fiainana manontolon'ny santionany "tsy misy kilema" eo ambanin'ny enta-mavesatra mekanika. Amin'ny fampiharana miaraka amin'ny géométrie SMA kely, tsy dia misy fiantraikany amin'ny fiainana ny fitomboan'ny fatiantoka harerahana, noho izany ny fikarohana dia mifantoka amin'ny fisorohana ny fanombohana crack fa tsy ny fanaraha-maso ny fitomboany; amin'ny fitondrana fiara, fampihenana ny vibration ary ny fampiasana angovo, ilaina ny mahazo hery haingana. Ny singa SMA dia matetika ampy mba hitazonana ny fiparitahan'ny crack alohan'ny tsy fahombiazana. Noho izany, mba hamenoana ny fahamendrehana sy ny fepetra ilaina amin'ny fiarovana, dia ilaina ny mahatakatra sy manombatombana ny fitondran-tenan'ny fitomboan'ny harerahana amin'ny alàlan'ny fomba fandeferana manimba. Ny fampiharana ny fomba fandeferana manimba izay miankina amin'ny foto-kevitry ny mekanika fracture ao amin'ny SMA dia tsy tsotra. Raha ampitahaina amin'ny metaly ara-drafitra nentim-paharazana, ny fisian'ny fifindran'ny dingana azo averina sy ny fifandraisana thermo-mekanika dia mametraka fanamby vaovao hamaritana tsara ny harerahana sy ny fahatapahan'ny SMA.

Ireo mpikaroka avy ao amin'ny Texas A&M University any Etazonia dia nanao andrana fitomboan'ny harerahana ara-mekanika madio sy atosiky ny harerahana amin'ny superalloy Ni50.3Ti29.7Hf20 voalohany, ary nanolotra fanehoana lalàna mifehy ny fahefana Paris izay azo ampiasaina amin'ny Fit the fatigue. tahan'ny fitomboan'ny triatra eo ambanin'ny paramètre tokana. Notsoahina avy amin'izany fa ny fifandraisana empirika amin'ny taham-pitomboan'ny crack dia azo ampifandraisina eo amin'ny toe-javatra mavesatra sy ny fanamafisana geometrika, izay azo ampiasaina ho toy ny mpamaritra iraisana mety amin'ny fitomboan'ny crack deformation ao amin'ny SMA. Ny taratasy mifandraika dia navoaka tao amin'ny Acta Materialia miaraka amin'ny lohateny hoe "Famaritana iraisana momba ny fitomboan'ny harerahana mekanika sy mihetsika amin'ny alàlan'ny metaly fahatsiarovana".

Rohy taratasy:

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155

Ny fandinihana dia nahatsikaritra fa rehefa Ni50.3Ti29.7Hf20 firaka dia iharan'ny uniaxial tensile fitsapana amin'ny 180 ℃, ny austenite dia tena elastika deformed ambanin'ny haavon'ny adin-tsaina ambany mandritra ny loading dingana, ary ny tanora modulus dia eo amin'ny 90GPa. Rehefa mahatratra 300MPa eo ho eo ny adin-tsaina Amin'ny fiandohan'ny fiovan'ny dingana tsara, ny austenite dia miova ho martensite ateraky ny adin-tsaina; Rehefa nidina ny entana, ny martensite ateraky ny adin-tsaina dia mandalo deformation elastika indrindra, miaraka amin'ny modulus Young eo amin'ny 60 GPa, ary avy eo dia miverina amin'ny austenite. Amin'ny alàlan'ny fampidirana, ny taham-pitomboan'ny harerahana amin'ny fitaovana ara-drafitra dia nampifandraisina tamin'ny fomba fanehoana lalàna momba ny herin'i Paris.
Fig.1 BSE sary ny Ni50.3Ti29.7Hf20 mari-pana ambony endrika fitadidiana firaka sy ny haben'ny fizarana ny oxide poti
Sary 2 TEM sarin'ny Ni50.3Ti29.7Hf20 mari-pana ambony endrika fitadidiana firaka taorian'ny fitsaboana hafanana amin'ny 550 ℃ × 3h
Fig. 3 Ny fifandraisana misy eo amin'ny J sy da / dN ny fitomboan'ny harerahana mekanika amin'ny santionany NiTiHf DCT amin'ny 180 ℃

Ao amin'ny andrana ato amin'ity lahatsoratra ity dia voaporofo fa ity raikipohy ity dia mety hifanaraka amin'ny angon-drakitra fitomboan'ny triatra harerahana avy amin'ny andrana rehetra ary afaka mampiasa marika mitovy. Manodidina ny 2.2 eo ho eo ny fatran'ny lalàm-pahefana m. Ny famakafakana ny fahavakisan'ny havizanana dia mampiseho fa ny fiparitahan'ny triatra mekanika sy ny fiparitahan'ny triatra mitondra fiara dia vakivaky mitovy, ary ny fisian'ny oksida hafnium ambonin'ny tany matetika dia nampitombo ny fanoherana ny fiparitahan'ny triatra. Ny vokatra azo dia mampiseho fa ny fanehoana ny lalàna fahefana empirical tokana dia afaka hahatratra ny fitoviana ilaina amin'ny toe-javatra mavesatra be dia be sy ny fanamafisana geometrika, ka manome famaritana iraisana momba ny harerahana thermo-mekanika amin'ny metaly fitadidiana endrika, ka manombana ny herin'ny fiara.
Sary 4 SEM sary ny tapaka ny NiTiHf DCT santionany taorian'ny 180 ℃ harerahana mekanika crack fitomboana fanandramana
Sary 5 Fracture SEM sarin'ny santionany NiTiHf DCT taorian'ny nitondrany ny fanandramana fitomboan'ny harerahana eo ambanin'ny enta-mavesatra tsy tapaka amin'ny 250 N

Raha fintinina, ity taratasy ity dia sambany manao andrana fitomboan'ny harerahana ara-mekanika sy harerahana amin'ny metaly fitadidiana mari-pana ambony nikela be NiTiHf. Mifototra amin'ny fampidirana tsingerintaona, ny fanehoana fitomboan'ny famoretana amin'ny alàlan'ny fahefana Paris dia atolotra hifanaraka amin'ny taham-pitomboan'ny triatra harerahana amin'ny andrana tsirairay eo ambanin'ny mari-pamantarana tokana.


Fotoana fandefasana: Sep-07-2021