Makasine ea Top Metal "Acta Materialia": Boitšoaro ba Khōlo ea Mokhathala oa Crack ea Shape Memory Alloys

Li-alloys tsa memori tsa sebopeho (SMAs) li na le karabelo ea deformation ho tšusumetso ea thermomechanical. Lintho tse susumetsang tsa thermomechanical li tsoa mocheso o phahameng, ho falla, phetoho e tiileng ho ea ho e tiileng, joalo-joalo (mohato o phahameng oa mocheso o phahameng o bitsoa austenite, 'me mohato o tlaase oa mocheso o tlaase o bitsoa martensite). Phetoho e pheta-phetoang ea li-cyclic phase e lebisa ho eketseha ha butle-butle ha li-dislocations, kahoo libaka tse sa fetoheng li tla fokotsa ts'ebetso ea SMA (e bitsoang mokhathala o sebetsang) le ho hlahisa li-microcracks, tse tla qetella li lebisitse ho hlōleha ha 'mele ha palo e le khōlō ka ho lekaneng. Ho hlakile hore, ho utloisisa boits'oaro ba mokhathala oa li-alloys tsena, ho rarolla bothata ba lisebelisoa tse theko e boima, le ho fokotsa tsoelo-pele ea thepa le potoloho ea moralo oa lihlahisoa kaofela ho tla hlahisa khatello e kholo ea moruo.

Mokhathala oa thermo-mechanical ha o so hlahlojoe haholo, haholo-holo khaello ea lipatlisiso mabapi le phatlalatso ea mokhathala o matla tlas'a potoloho ea thermo-mechanical. Ts'ebetsong ea pele ea SMA ho biomedicine, sepheo sa lipatlisiso tsa mokhathala e ne e le bophelo bohle ba lisampole tse "se nang sekoli" tlas'a meroalo ea cyclic mechanical. Likopong tse nang le geometry e nyane ea SMA, kholo ea mokhathala oa crack ha e na phello e fokolang bophelong, kahoo lipatlisiso li tsepamisitse maikutlo ho thibela ho qala ha crack ho e-na le ho laola kholo ea eona; ts'ebetsong ea ho khanna, ho fokotsa ho sisinyeha le ho monya matla, hoa hlokahala ho fumana matla kapele. Likarolo tsa SMA hangata li kholo ho lekana ho boloka phatlalatso e kholo ea crack pele e hloleha. Ka hona, ho fihlela litlhoko tse hlokahalang tsa ts'epo le polokeho, hoa hlokahala ho utloisisa ka botlalo le ho lekanya boitšoaro ba ho hola ha mokhathala ka mokhoa oa ho mamella tšenyo. Tšebeliso ea mekhoa ea ho mamella tšenyo e itšetlehileng ka mohopolo oa fracture mechanics ho SMA ha e bonolo. Ha ho bapisoa le litšepe tsa setso, ho ba teng ha phetoho ea karolo e ka khutlisoang le ho hokahanya ha mochini oa thermo ho hlahisa liphephetso tse ncha ho hlalosa ka nepo mokhathala le ho robeha ho feteletseng ha SMA.

Bafuputsi ba tsoang Univesithing ea Texas A&M e United States ba ile ba etsa liteko tsa kholo ea mokhathala oa Ni50.3Ti29.7Hf20 lekhetlo la pele, 'me ba etsa tlhahiso ea polelo ea matla ea mofuta oa Paris e ka sebelisoang bakeng sa Fit the Fatigue. sekhahla sa ho hola ka tlasa paramethara e le 'ngoe. Ho nahanoa ho tsoa ho sena hore kamano e matla le sekhahla sa kholo ea crack e ka kenngoa pakeng tsa maemo a fapaneng a ho laela le litlhophiso tsa geometri, tse ka sebelisoang e le tlhaloso e ka bang bonngoeng ea kholo ea deformation crack ho li-SMA. Pampiri e amanang le eona e phatlalalitsoe ho Acta Materialia e nang le sehlooho se reng "Tlhaloso e kopaneng ea kholo ea mokhathala le mokhathala oa ho hola ho li-alloys tsa memori ea sebopeho".

Sehokelo sa pampiri:

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

Boithuto bona bo fumane hore ha Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy e lekoa tekong ea uniaxial tensile ho 180 ℃, austenite e holofala haholo tlasa khatello e tlase ea khatello nakong ea ts'ebetso, mme modulus ea Young e ka ba 90GPa. Ha khatello ea kelello e fihla hoo e ka bang 300MPa Qalong ea phetoho e ntle ea mohato, austenite e fetoha martensite e bakoang ke khatello ea kelello; ha o laolla, martensite e susumetsoang ke khatello ea maikutlo haholo-holo e ba le deformation elastic, e nang le modulus ea Young e ka bang 60 GPa, ebe e khutlela ho austenite. Ka ho kopanngoa, sekhahla sa kholo ea mokhathala oa crack oa thepa ea meralo se kentsoe polelong ea molao oa matla oa mofuta oa Paris.
Fig.1 BSE setšoantšo sa Ni50.3Ti29.7Hf20 motsoako oa mohopolo oa sebopeho sa mocheso o phahameng le kabo ea boholo ba likaroloana tsa oxide
Setšoantšo sa 2 TEM setšoantšo sa Ni50.3Ti29.7Hf20 sebopeho sa mohopolo o phahameng oa mocheso ka mor'a phekolo ea mocheso ho 550 ℃×3h
Setšoantšo sa 3 Kamano pakeng tsa J le da/dN ea mechanical fatigue crack growth of NiTiHf DCT specimen at 180℃

Litekong tsa sengoloa sena, ho netefalitsoe hore foromo ena e ka lekana data ea sekhahla sa kholo ea mokhathala ho tsoa litekong tsohle mme e ka sebelisa sete e tšoanang ea liparamente. Moemeli oa molao oa matla m o ka ba 2.2. Tlhahlobo ea ho robeha ha mokhathala e bonts'a hore ho phatlalatsoa ha crack ka mochini le ho ata ha crack ke maqheka a quasi-cleavage, 'me boteng ba hafnium oxide khafetsa holim'a metsi bo mpefalitse khanyetso ea crack. Liphetho tse fumanoeng li bonts'a hore polelo e le 'ngoe ea matla a matla a matla a matla a matla a ka fihlella ho tšoana ho hlokahalang maemong a mangata a ho jara le litlhophiso tsa geometri, ka hona ho fana ka tlhaloso e kopaneng ea mokhathala oa thermo-mechanical oa li-alloys tsa mohopolo oa sebopeho, ka hona ho lekanya matla a ho khanna.
Setšoantšo sa 4 SEM setšoantšo sa ho robeha ha mohlala oa NiTiHf DCT ka mor'a teko ea 180℃ ea mechanical fatigue crack
Setšoantšo sa 5 Fracture SEM setšoantšo sa mohlala oa NiTiHf DCT ka mor'a ho khanna liteko tsa ho hōla ha mokhathala tlas'a boima bo sa feleng ba 250 N.

Ka bokhuts'oane, pampiri ena e etsa liteko tsa khōlo ea mokhathala le mokhathala o hloekileng ho li-alloys tsa memori tse nang le nickel tse ngata tsa NiTiHf lekgetlo la pele. Ho ipapisitsoe le ho kopanngoa ha cyclic, polelo ea mofuta oa Paris ea mofuta oa matla a ho holisa Crack e sisinngoe hore e lekane sekhahla sa kholo ea mokhathala oa teko ka 'ngoe tlasa paramethara e le 'ngoe.


Nako ea poso: Sep-07-2021