Wangun mémori alloy (SMAs) boga respon deformasi karakteristik rangsangan thermomechanical. Rangsangan termomekanis asalna tina suhu luhur, kapindahan, transformasi padet-to-padet, jsb. Transisi fase siklik anu terus-terusan ngakibatkeun paningkatan bertahap dislokasi, ku kituna daérah anu henteu ditransformasi bakal ngirangan fungsionalitas SMA (disebut kacapean fungsional) sareng ngahasilkeun microcracks, anu antukna bakal ngakibatkeun gagal fisik nalika jumlahna cukup ageung. Jelas, ngartos paripolah kahirupan kacapean alloy ieu, ngarengsekeun masalah besi tua komponén mahal, sarta ngurangan ngembangkeun bahan jeung siklus desain produk sadayana bakal ngahasilkeun tekanan ékonomi badag.
Thermo-mékanis kacapean teu acan digali ka extent badag, utamana kurangna panalungtikan ngeunaan rambatan retakan kacapean dina siklus thermo-mékanis. Dina palaksanaan awal SMA di biomedicine, fokus panalungtikan kacapean éta total kahirupan sampel "bebas cacad" dina beban mékanis siklik. Dina aplikasi kalawan géométri SMA leutik, tumuwuhna retakan kacapean boga saeutik pangaruh dina kahirupan, jadi panalungtikan museurkeun kana nyegah inisiasi retakan tinimbang ngadalikeun pertumbuhanana; dina nyetir, réduksi Geter jeung aplikasi nyerep énergi, perlu pikeun ménta kakuatan gancang. komponén SMA biasana cukup badag pikeun ngajaga rambatan retakan signifikan saméméh gagal. Ku alatan éta, pikeun minuhan sarat reliabiliti jeung kaamanan diperlukeun, perlu pikeun pinuh ngartos tur ngitung kabiasaan tumuwuh retakan kacapean ngaliwatan métode kasabaran karuksakan. Aplikasi metode toleransi karusakan anu ngandelkeun konsép mékanika narekahan di SMA henteu saderhana. Dibandingkeun jeung logam struktural tradisional, ayana transisi fase malik jeung gandeng thermo-mékanis penah tantangan anyar pikeun éféktif ngajelaskeun kacapean sarta overload narekahan SMA.
Peneliti ti Texas A & M Universitas di Amérika Serikat dilakukeun murni mékanis jeung disetir ékspérimén pertumbuhan retakan kacapean di Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy pikeun kahiji kalina, sarta ngajukeun hiji basis integral Paris-tipe kakuatan éksprési hukum nu bisa dipaké pikeun Fit kacapean. laju tumuwuh retakan handapeun parameter tunggal. Disimpulkeun tina ieu yén hubungan empiris jeung laju tumuwuh retakan bisa dipasangan antara kaayaan loading béda jeung konfigurasi geometric, nu bisa dipaké salaku descriptor hasil ngahijikeun Tatar poténsi tumuwuh retakan deformasi di SMAs. Tulisan anu aya hubunganana dipedalkeun dina Acta Materialia kalayan judulna "Pedaran anu ngahijikeun ngeunaan kamekaran retakan kacapean mékanis sareng aktuasi dina alloy mémori bentuk".
Patalina kertas:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Panaliti mendakan yén nalika alloy Ni50.3Ti29.7Hf20 ditangkep ku uji tensile uniaxial dina 180 ℃, austenite utamina cacad sacara elastis dina tingkat setrés rendah nalika prosés ngamuat, sareng modulus Young ngeunaan 90GPa. Nalika stress ngahontal ngeunaan 300MPa Dina awal transformasi fase positif, austenite transforms kana martensite stress-ngainduksi; nalika ngabongkar momotanana, martensit anu disababkeun ku setrés utamana ngalaman deformasi elastis, kalayan modulus Young kira-kira 60 GPa, teras robah deui ka austenit. Ngaliwatan integrasi, laju pertumbuhan retakan kacapean bahan struktural geus dipasangan kana ekspresi hukum kakuatan tipe Paris.
Gbr.1 BSE gambar Ni50.3Ti29.7Hf20 suhu luhur bentuk mémori alloy jeung distribusi ukuran partikel oksida
Gambar 2 TEM gambar Ni50.3Ti29.7Hf20 suhu luhur bentukna mémori alloy sanggeus perlakuan panas dina 550 ℃ × 3h
Gbr. 3 Hubungan antara J jeung da/dN tumuwuhna retakan kacapean mékanis tina specimen DCT NiTiHf dina 180 ℃
Dina percobaan dina artikel ieu, dibuktikeun yén rumus ieu bisa nyocogkeun ka kacapean data laju tumuwuh retakan tina sagala percobaan sarta bisa ngagunakeun set parameter sarua. Éksponén hukum kakuatan m kira-kira 2.2. Analisis fraktur kacapean nunjukeun yen duanana rambatan retakan mékanis jeung rambatan retakan nyetir téh fractures kuasi-beulahan, sarta sering ayana permukaan hafnium oksida geus aggravated résistansi rambatan retakan. Hasilna diala némbongkeun yén hiji éksprési hukum kakuatan empiris tunggal bisa ngahontal kasaruaan diperlukeun dina rupa-rupa kaayaan loading sarta konfigurasi geometric, kukituna nyadiakeun pedaran hasil ngahijikeun Tatar kacapean thermo-mékanis tina alloy memori bentuk, kukituna estimasi gaya nyetir.
Gbr. 4 SEM gambar tina narekahan of NiTiHf DCT specimen sanggeus 180 ℃ mékanis kacapean pertumbuhan retakan percobaan
Gambar 5 Gambar SEM narekahan spésimen NiTiHf DCT sanggeus nyetir percobaan pertumbuhan retakan kacapean dina beban bias konstan 250 N
Kasimpulanana, makalah ieu ngalaksanakeun percobaan pertumbuhan retakan kacapean mékanis sareng nyetir murni dina alloy mémori bentuk NiTiHf anu beunghar nikel pikeun kahiji kalina. Dumasar integrasi siklik, éksprési pertumbuhan retakan kakuatan-hukum tipe Paris diusulkeun pikeun nyocogkeun laju pertumbuhan retakan kacapean unggal percobaan dina hiji parameter.
waktos pos: Sep-07-2021