Alîgirên bîranîna şikil (SMA) xwedan bertekek deformasyonê ya taybetmendî ya li ser stimulasyonên termomekanîkî ne. Teşwîqên termomekanîkî ji germahiya bilind, jicîhûwarkirin, veguherîna zexm ber bi zirav û hwd. (qonaxa rêza bilind a germahiya bilind jê re austenite, û qonaxa germahiya nizm jê re martensite tê gotin). Veguheztinên qonaxên çerxîkî yên dubare dibe sedema zêdebûna hêdî-hêdî ya veqetandî, ji ber vê yekê deverên neveguhestî dê fonksiyona SMA (ku jê re westandina fonksiyonel tê gotin) kêm bikin û mîkroşkokan çêkin, ku dê di dawiyê de bibe sedema têkçûna laşî dema ku hejmar têra xwe mezin be. Eşkere ye, têgihiştina behremendiya jiyana westandinê ya van alloyan, çareserkirina pirsgirêka perçeya biha, û kêmkirina pêşkeftina materyal û çerxa sêwirana hilberê dê hemî zextek aborî ya mezin çêbike.
Westiyayîbûna termo-mekanîkî bi rêjeyek mezin nehatiye vekolîn, nemaze kêmbûna lêkolînê li ser belavbûna kêşa westandinê di bin çerxên termo-mekanîkî de. Di destpêka pêkanîna SMA-yê de di bijîjkî de, mebesta lêkolîna westandinê jiyana giştî ya nimûneyên "bêkêmasî" di bin barkirinên mekanîkî yên dorhêl de bû. Di serîlêdanên bi geometriya SMA ya piçûk de, mezinbûna şikestî ya westandinê bandorek hindik li jiyanê dike, ji ber vê yekê lêkolîn li şûna kontrolkirina mezinbûna wê li ser pêşîlêgirtina destpêkirina qirikê hûr dibe; di sepanên ajotinê, kêmkirina vibrasyonê û vegirtina enerjiyê de, pêdivî ye ku zû hêz were bidestxistin. Pêkhateyên SMA bi gelemperî têra xwe mezin in ku berî têkçûnê belavbûna şikestê ya girîng bidomînin. Ji ber vê yekê, ji bo bicîhanîna pêbawerî û hewcedariyên ewlehiyê yên pêwîst, pêdivî ye ku bi rêbaza tolerasyona zirarê re tevgera mezinbûna şikestî ya westandinê bi tevahî were fam kirin û hejmartin. Serîlêdana rêbazên tolerasyona zirarê yên ku xwe dispêrin têgeha mekanîka şikestê ya di SMA de ne hêsan e. Li gorî metalên avahîsaz ên kevneşopî, hebûna veguheztina qonaxê ya paşverû û pevgirêdana termo-mekanîkî pirsgirêkên nû derdixe holê ku bi bandor westandin û şikestina zêde ya SMA-yê binav bike.
Lekolînwanên ji Zanîngeha Texas A&M ya Dewletên Yekbûyî ji bo yekem car ceribandinên mezinbûna şikestinên westandina mekanîkî û ajotinê yên safî li ser alloyek Ni50.3Ti29.7Hf20 pêk anîn, û vegotinek qanûnek hêzê ya Parîs-bingeha entegre pêşniyar kirin ku dikare ji bo Fit the westiyanê were bikar anîn. rêjeya mezinbûna crack di bin yek parametre. Ji vê yekê tê destnîşan kirin ku têkiliya ampîrîkî ya bi rêjeya mezinbûna şikestê re dikare di navbera şert û mercên barkirinê yên cihêreng û mîhengên geometrîkî de were bicîh kirin, ku dikare wekî ravekerek yekbûyî ya potansiyel a mezinbûna şikestî ya deformasyonê di SMA-yan de were bikar anîn. Gotara têkildar di Acta Materialia de bi sernavê "Daxuyanek yekbûyî ya mezinbûna kêşa westandina mekanîkî û aktûalîte di aligirên bîranîna şikil de" hate weşandin.
Girêdana kaxezê:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Lêkolînê diyar kir ku dema ku alema Ni50.3Ti29.7Hf20 di 180℃ de tê ceribandin ceribandina tîrêjê ya yekaxial, austenite di pêvajoya barkirinê de bi gelemperî di bin asta stresê ya nizm de bi elastîk deforme dibe, û modula Young bi qasî 90GPa ye. Dema ku stres digihîje nêzî 300MPa Di destpêka veguherîna qonaxa erênî de, austenite vediguhere martensîta ku ji stresê ve hatî çêkirin; dema dakêşanê, martensîta ku ji stresê hatî çêkirin bi gelemperî di bin deformasyona elastîk de, bi modulek Young bi qasî 60 GPa, û dûv re vedigere austenite. Bi entegrasyonê re, rêjeya mezinbûna şikestî ya westandinê ya materyalên avahîsaziyê li gorî zagona hêzê ya celebê Parîsê hatî bicîh kirin.
Fig.1 Wêneya BSE ya Ni50.3Ti29.7Hf20 alyeya bîranînê şeklê germahiya bilind û dabeşkirina mezinahiya pariyên oksîdê
Figure 2 Wêneya TEM-ê ya Ni50.3Ti29.7Hf20 alaya bîranînê ya şeklê germahiya bilind piştî dermankirina germê li 550℃×3h
Fig. 3 Têkiliya di navbera J û da/dN ya mezinbûna şkestiya westandina mekanîkî ya nimûneya DCT ya NiTiHf li 180℃
Di ceribandinên di vê gotarê de, hate îsbat kirin ku ev formula dikare daneyên rêjeya mezinbûna şikestî ya westandinê ji hemî ceribandinan bicîh bîne û dikare heman koma pîvanan bikar bîne. Rêjeya qanûna hêzê m bi qasî 2,2 ye. Analîzkirina şikestina westandinê destnîşan dike ku hem belavbûna şikestê ya mekanîkî hem jî belavbûna şikestê ya ajotinê şikestinên hemahengî ne, û hebûna pircar a oksîdê hafnium li ser rûyê erdê berxwedana belavbûna şikestê girantir kiriye. Encamên hatine bidestxistin destnîşan dikin ku yek îfadeya zagona hêza ampîrîkî dikare wekheviya pêwîst di nav rêzek berfireh a şert û mercên barkirinê û mîhengên geometrîkî de bi dest bixe, bi vî rengî ravekirinek yekgirtî ya westandina termo-mekanîkî ya aligirên bîranîna şikil peyda dike, bi vî rengî hêza ajotinê texmîn dike.
Fig. 4 Wêneya SEM ya şkestîna nimûneya NiTiHf DCT piştî ceribandina mezinbûna şkestîna westandina mekanîkî ya 180℃
Figure 5 Wêneyê SEM şikestî ya nimûneya NiTiHf DCT piştî ajotina ceribandina mezinbûna şikestê ya westandinê di bin barkirina biasê ya domdar a 250 N de
Bi kurtahî, ev kaxez ji bo yekem car ceribandinên mezinbûna şikestî ya westandina mekanîkî û ajotinê ya paqij li ser alyozên bîranînê yên şeklê germahiya bilind NiTiHf-ê dewlemend dike. Li ser bingeha entegrasyona çerxîkî, vegotinek mezinbûna şikestî-hêz-qanûna celebê Parîs tê pêşniyar kirin ku rêjeya mezinbûna qirika westandinê ya her ceribandinê di binê yek parametreyek de bicîh bike.
Dema şandinê: Sep-07-2021