Tá freagra dífhoirmithe tréith ag cóimhiotail chuimhne cruth (SMAnna) ar spreagthaigh theirmeachmheicniúla. Eascraíonn spreagthaigh theirmeimeicniúla ó theocht ard, díláithriú, claochlú soladach go soladach, srl. (Tugtar austenite ar chéim ard-teocht ardteochta, agus tugtar martensite ar chéim íseal-teocht íseal-teocht). Mar thoradh ar aistrithe céim timthriallach arís agus arís eile tá méadú de réir a chéile ar dislocations, agus mar sin laghdóidh na ceantair neamh-athraithe feidhmiúlacht an SMA (ar a dtugtar tuirse feidhmiúil) agus táirgfidh siad micrea-scoilteanna, rud a fhágfaidh go mbeidh teip fhisiciúil ann sa deireadh nuair a bheidh an líon mór go leor. Gan amhras, beidh brú ollmhór eacnamaíochta ag baint le hiompar tuirse na gcóimhiotail seo a thuiscint, fadhb na scrap daor comhpháirteanna a réiteach, agus an timthriall um fhorbairt ábhair agus dearadh táirgí a laghdú.
Ní dhearnadh iniúchadh mór ar thuirse theirmeach-mheicniúil, go háirithe an easpa taighde ar iomadú crack tuirse faoi thimthriallta teirmeach-mheicniúla. Agus SMA á chur i bhfeidhm go luath sa bhithleighis, ba é fócas an taighde tuirse saol iomlán na samplaí “saor ó lochtanna” faoi ualaí meicniúla timthriallacha. In iarratais a bhfuil céimseata beag SMA acu, is beag éifeacht a bhíonn ag fás crack tuirse ar an saol, agus mar sin díríonn an taighde ar chosc a chur ar thionscnamh crack seachas ar a fhás a rialú; in iarratais tiomána, laghdaithe tonnchrith agus ionsú fuinnimh, is gá cumhacht a fháil go tapa. De ghnáth bíonn comhpháirteanna SMA mór go leor chun iomadú suntasach crack a choinneáil sula dteipfidh orthu. Dá bhrí sin, chun na riachtanais iontaofachta agus sábháilteachta riachtanacha a chomhlíonadh, is gá an t-iompar fáis crack tuirse a thuiscint agus a chainníochtú go hiomlán tríd an modh lamháltais damáiste. Níl sé simplí modhanna lamháltais damáiste a chur i bhfeidhm atá ag brath ar choincheap na meicnice briste i SMA. I gcomparáid le miotail struchtúracha thraidisiúnta, tá dúshláin nua ann mar gheall ar aistriú céim inchúlaithe agus cúpláil theirmeach-mheicniúil chun cur síos éifeachtach a dhéanamh ar thuirse agus ar bhriseadh ró-ualaigh SMA.
Rinne taighdeoirí ó Ollscoil Texas A&M sna Stáit Aontaithe turgnaimh ar fhás crack crack tuirse meicniúil agus tiomáinte i superalloy Ni50.3Ti29.7Hf20 den chéad uair, agus mhol siad slonn dlí cumhachta de chineál Pháras atá bunaithe go bunúsach agus is féidir a úsáid chun an tuirse a fheistiú ráta fáis crack faoi pharaiméadar amháin. Glactar leis as seo gur féidir an caidreamh eimpíreach le ráta fáis crack a fheistiú idir dálaí luchtaithe éagsúla agus cumraíochtaí geoiméadracha, ar féidir iad a úsáid mar thuairisceoir aontaithe féideartha ar fhás crack dífhoirmithe i SMAnna. Foilsíodh an páipéar gaolmhar in Acta Materialia leis an teideal “Cur síos aontaithe ar fhás crack tuirse meicniúil agus gníomhachtúcháin i gcóimhiotail chuimhne cruth”.
Nasc páipéir:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Fuair an staidéar amach nuair a dhéantar tástáil teanntachta uniaxial ag 180 ℃ ar chóimhiotal Ni50.3Ti29.7Hf20, go ndéantar an austenite a dhífhoirmiú go leaisteach go príomha faoi leibhéal íseal struis le linn an phróisis luchtaithe, agus go bhfuil modal Young thart ar 90GPa. Nuair a shroicheann an strus thart ar 300MPa Ag tús an chlaochlaithe céime dearfach, athraíonn austenite go martensite a spreagann strus; nuair a dhéantar dí-dhíluchtú, déantar dífhoirmiú leaisteach go príomha ar martensite a spreagann strus, le modal Young de thart ar 60 GPa, agus ansin athraíonn sé ar ais go austenite. Trí chomhtháthú, tá ráta fáis crack crack tuirse na n-ábhar struchtúrach feistithe ar an abairt dlí cumhachta de chineál Pháras.
Fig.1 Íomhá BSE de chóimhiotal cuimhne cruth ardteochta Ni50.3Ti29.7Hf20 agus dáileadh méide na gcáithníní ocsaíd
Fíor 2 Íomhá TEM de chóimhiotal cuimhne cruth ardteochta Ni50.3Ti29.7Hf20 tar éis cóireála teasa ag 550 ℃ × 3h
Fíor 3 An gaol idir J agus da / dN d’fhás crack tuirse meicniúil eiseamal NiTiHf DCT ag 180 ℃
Sna turgnaimh san alt seo, cruthaítear gur féidir leis an bhfoirmle seo na sonraí ráta fáis crack tuirse a fheistiú ó gach turgnamh agus gur féidir léi an tsraith chéanna paraiméadair a úsáid. Is é an taispeántóir dlí cumhachta m ná thart ar 2.2. Taispeánann anailís ar bhriseadh tuirse gur bristeacha gar-scoilteachta iad iomadú crack meicniúil agus iomadú crack tiomána, agus tá láithreacht minicíochta hafniam dromchla tar éis cur leis an bhfriotaíocht iomadú crack. Taispeánann na torthaí a fuarthas gur féidir le slonn dlí eimpíreach amháin an chosúlacht riachtanach a bhaint amach i raon leathan dálaí luchtaithe agus cumraíochtaí geoiméadracha, agus ar an gcaoi sin tuairisc aontaithe a sholáthar ar thuirse theirmeach-mheicniúil cóimhiotail chuimhne cruth, agus ar an gcaoi sin an fórsa tiomána a mheas.
Fíor 4 Íomhá MLA de bhriseadh eiseamal NiTiHf DCT tar éis turgnamh fáis crack crack tuirse meicniúil 180 ℃
Fíor 5 Íomhá SEM de eiseamal NiTiHf DCT tar éis turgnamh fáis crack tuirse a thiomáint faoi ualach claonta leanúnach 250 N
Go hachomair, déanann an páipéar seo turgnaimh ar fhás crack crack tuirse meicniúil agus tiomána ar chóimhiotail chuimhne cruth ardteochta NiTiHf atá saibhir i nicil den chéad uair. Bunaithe ar chomhtháthú timthriallach, moltar slonn fáis crack de chumhacht cumhachta de chineál Pháras a d’oirfeadh do ráta fáis crack tuirse gach turgnaimh faoi pharaiméadar amháin
Am poist: Meán Fómhair-07-2021