Хӯлаҳои хотираи шакл (SMAs) ба ангезаҳои термомеханикӣ вокуниши хоси деформатсия доранд. Њавасмандгардонии термомеханикї аз њарорати баланд, љойгирї, табдили сахт ба сахт ва ѓайра (фазањои њарорати баландро аустенит ва фазаи пасти њарорати пастро мартенсит меноманд) ба амал меоянд. Гузаришҳои даврии даврии даврӣ боиси афзоиши тадриҷии дислокатсия мешаванд, аз ин рӯ минтақаҳои табдилнашуда вазифаи SMA-ро коҳиш медиҳанд (ҳастагии функсионалӣ номида мешаванд) ва микрокрекҳоро ба вуҷуд меоранд, ки дар ниҳоят вақте ки шумора ба қадри кофӣ калон аст, ба шикасти ҷисмонӣ оварда мерасонад. Аён аст, ки фаҳмидани рафтори хастагии ин хӯлаҳо, ҳалли мушкилоти пораҳои гаронбаҳои ҷузъҳо ва кам кардани коркарди моддӣ ва тарроҳии маҳсулот ҳама фишори бузурги иқтисодиро ба вуҷуд меоранд.
Хастагии термо-механикй ба андозаи зиёд тадкик карда нашудааст, махсусан, набудани тадкикот дар бораи пахншавии крак-ши хастагй дар даврахои термо-механикй. Ҳангоми татбиқи барвақти SMA дар биотибб, маркази тадқиқоти хастагӣ умри умумии намунаҳои "бенуксон" дар зери бори механикии даврӣ буд. Дар барномаҳое, ки геометрияи хурди SMA доранд, афзоиши тарқишҳои хастагӣ ба ҳаёт таъсири кам дорад, аз ин рӯ тадқиқот ба пешгирии пайдоиши тарқишҳо, на назорат кардани афзоиши он тамаркуз мекунад; ҳангоми рондан, кам кардани ларзиш ва азхудкунии энергия, зуд ба даст овардани қувваи барқ зарур аст. Ҷузъҳои SMA одатан кофӣ калонанд, то пеш аз нокомӣ паҳншавии назарраси тарқишҳоро нигоҳ доранд. Аз ин рӯ, барои қонеъ кардани талаботи зарурии эътимоднокӣ ва бехатарӣ, ба таври комил фаҳмидан ва миқдори рафтори афзоиши тарқишҳои хастагӣ тавассути усули таҳаммулпазирии зарар зарур аст. Истифодаи усулҳои таҳаммулпазирии зарар, ки ба консепсияи механикаи шикаста дар SMA такя мекунанд, осон нест. Дар муқоиса бо металлҳои анъанавии сохторӣ, мавҷудияти гузариши фазаҳои баръакс ва пайвастагии термомеханикӣ барои ба таври муассир тавсиф кардани хастагӣ ва шикастани изофабори SMA мушкилоти нав ба миён меорад.
Муҳаққиқон аз Донишгоҳи Техас A&M дар Иёлоти Муттаҳида бори аввал таҷрибаҳои афзоиши тарқишҳои механикӣ ва рондашуда дар суперхӯлаи Ni50.3Ti29.7Hf20 гузарониданд ва ифодаи интегралӣ дар асоси қонуни қудрати навъи Парижро пешниҳод карданд, ки онро барои Fit the хастагӣ истифода бурдан мумкин аст. суръати афзоиши крек дар як параметр. Аз ин бармеояд, ки робитаи эмпирикӣ бо суръати афзоиши тарқишҳо метавонад байни шароити гуногуни боркунӣ ва конфигуратсияҳои геометрӣ ҷойгир карда шавад, ки он метавонад ҳамчун тавсифкунандаи потенсиалии ягонаи афзоиши крекҳои деформатсия дар SMA истифода шавад. Мақолаи марбута дар Acta Materialia бо унвони "Тасвири ягонаи афзоиши тарқишҳои механикӣ ва фаъолкунӣ дар хӯлаҳои хотираи шакл" нашр шудааст.
Истиноди коғазӣ:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Тадқиқот нишон дод, ки вақте ки хӯлаи Ni50.3Ti29.7Hf20 дар 180 ℃ озмоиши якаксиалии кашишӣ гузаронида мешавад, аустенит дар ҷараёни боркунӣ асосан дар зери фишори пасти чандирӣ деформатсия мешавад ва модули Янг тақрибан 90GPa аст. Вақте ки стресс тақрибан ба 300МПа мерасад Дар оғози табдилёбии фазаҳои мусбӣ, аустенит ба мартенсити аз фишор овардашуда табдил меёбад; хангоми борфарорй мартенсити аз фишор ба амаломада асосан деформатсияи эластикиро бо модули Янг такрибан 60 ГПа мегузарад ва баъд ба аустенит табдил меёбад. Тавассути ҳамгироӣ, суръати афзоиши тарқишҳои хастагии маводи сохторӣ ба ифодаи қонуни қудрати навъи Париж мувофиқ карда шудааст.
Расми 1 Тасвири BSE аз Ni50.3Ti29.7Hf20 хӯлаи хотираи шакли ҳарорати баланд ва тақсимоти андозаи зарраҳои оксид
Тасвири 2 Тасвири TEM аз хӯлаи хотираи шакли ҳарорати баланд Ni50.3Ti29.7Hf20 пас аз коркарди гармӣ дар 550 ℃ × 3h
Расми 3 Муносибати байни J ва da/dN афзоиши тарқишҳои механикии намунаи NiTiHf DCT дар 180℃
Дар таҷрибаҳои ин мақола исбот шудааст, ки ин формула метавонад ба маълумоти суръати афзоиши тарқишҳои хастагӣ аз ҳама таҷрибаҳо мувофиқат кунад ва метавонад як маҷмӯи параметрҳоро истифода барад. Нишондиҳандаи қонуни қувваи m тақрибан 2,2 аст. Таҳлили шикастани хастагӣ нишон медиҳад, ки ҳам паҳншавии тарқишҳои механикӣ ва ҳам паҳншавии тарқишҳо шикастаҳои квази-канорӣ мебошанд ва мавҷудияти зуд-зуд оксиди гафнийи рӯизаминӣ муқовимати паҳншавии тарқишҳоро бадтар кардааст. Натиҷаҳои бадастомада нишон медиҳанд, ки ифодаи ягонаи қонуни қувваи эмпирикӣ метавонад шабоҳати заруриро дар доираи васеи шароити боркунӣ ва конфигуратсияҳои геометрӣ ба даст оварда, ба ин васила тавсифи ягонаи хастагии термомеханикии хӯлаҳои хотираи шаклро таъмин намуда, қувваи пешбарандаро баҳо диҳад.
Расми 4 Тасвири SEM аз шикастани намунаи NiTiHf DCT пас аз 180℃ таҷрибаи афзоиши тарқишҳои хастагии механикӣ
Тасвири 5 Тасвири шикастани SEM-и намунаи NiTiHf DCT пас аз озмоиши афзоиши тарқишҳои хастагӣ дар зери сарбории доимии 250 Н
Хулоса, ин коғаз бори аввал таҷрибаҳои афзояндаи тарқишҳои механикӣ ва рондани хастагӣ дар хӯлаҳои аз никел бой NiTiHf шакли хотираи ҳарорати баланд гузаронида мешавад. Дар асоси интегратсияи даврӣ, ифодаи афзоиши креки навъи Париж пешниҳод карда мешавад, ки суръати афзоиши тарқишҳои хастагии ҳар як таҷрибаро зери як параметр мувофиқ созад.
Вақти фиристодан: сентябр-07-2021