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

Ny metaly fitadidiana endrika (SMAs) dia manana valin-kafatra manokana 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 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 tsindry 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 ifantohan'ny fikarohana harerahana dia ny fiainana manontolo amin'ny santionany "tsy misy kilema" eo ambanin'ny enta-mavesatra mekanika.Amin'ny fampiharana miaraka amin'ny jeometrika SMA kely, tsy dia misy fiantraikany amin'ny fiainana ny fitomboan'ny 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 fiovan'ny dingana azo averina sy ny fifandraisana thermo-mekanika dia mametraka fanamby vaovao hamaritana tsara ny havizanana sy ny fahatapahan'ny SMA.

Ny mpikaroka avy ao amin'ny Texas A&M University any Etazonia dia nanao andrana fitomboan'ny harerahana ara-mekanika madio sy atosiky ny harerahana tamin'ny superalloy Ni50.3Ti29.7Hf20 voalohany, ary nanolotra fanehoana lalàna momba ny herin'ny Paris izay azo ampiasaina amin'ny Fit the fatigue. ny 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 mpamaritra iraisana mety amin'ny fitomboan'ny crack deformation ao amin'ny SMAs.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 fitadidiana endrika".

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 lasitike deformed eo ambany haavon'ny adin-tsaina 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, 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 sary 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 formula ity dia mety hifanaraka amin'ny angon-drakitra fitomboan'ny harerahana 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 nanamafy ny fanoherana ny fiparitahan'ny triatra.Ny vokatra azo dia mampiseho fa ny fanehoana lalàna fahefana empirical tokana dia afaka manatratra ny fitoviana ilaina amin'ny toe-javatra mavesatra isan-karazany sy ny fanamafisana geometrika, ka manome famaritana iraisana momba ny harerahana thermo-mekanika amin'ny metaly fitadidiana endrika, ka manombatombana ny hery mitondra.
Sary 4 SEM sarin'ny vaky ny santionany NiTiHf DCT taorian'ny fanandramana fitomboan'ny harerahana mekanika 180 ℃
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 fanandramana fitomboan'ny harerahana ara-mekanika sy mitondra harerahana amin'ny metaly fitadidiana mari-pana ambony nikela be NiTiHf.Mifototra amin'ny fampidirana tsingerin-taona, ny fanehoana fitomboan'ny famoretana amin'ny alàlan'ny fahefana karazany Paris dia atolotra hifanaraka amin'ny tahan'ny fitomboan'ny triatra harerahana amin'ny fanandramana tsirairay amin'ny mari-pamantarana tokana.


Fotoana fandefasana: Sep-07-2021