11478

11478

اثر عمليات ترمومكانيكي بر خواص مكانيكي و حافظه داري آلياژ حافظه دارNiTiHf

دكتري

مهندسي مواد و متالورژي

اسفند 1391

اسفند 1391

دكتر محمدتقي صالحي

دكترسيدحسين سيدين - دكتر علي اصغراكبري موسوي

چكيده اكثر آلياژهاي NiTiدماي استحاله كمتر از C100 درجه سانتيگراد دارند كه باعث محدوديت استفاده از آنها در بسياري از كاربردهاي مهندسي كه كاركرد در دماي بالا مدنظر مي¬باشد، مي¬گردد. آلياژهاي سه¬تايي NiTi با حضور يكي از عناصر Pt ,Au ,Zr ,Hfدماهاي استحاله بيشتر از C100 درجه دارند. در اين ميان آلياژهاي دماي بالا NiTiHf براي بسياري از كاربردهاي صنعتي در دماي بالا بدليل دماي استحاله بالا و خواص حافظه¬داري مناسب و قيمت پايين¬تر نسبت به ديگر آلياژهاي سه¬تاييمورد توجه مي¬باشند.البته خواص حافظه¬داري آنها از آلياژهاي دوتايي NiTi كمتر مي¬باشد. يكي از راه¬هاي بهبود اين خواص،انجام عمليات ترمومكانيكيمي¬باشد.در رابطه با عمليات ترمومكانيكي اين آلياژها و به خصوص در زمينه تغييرشكل گرم آنها تحقيقات جامع و كاملي انجام نشده¬است.لذا در اين تحقيق ابتدا ساخت آلياژهاي حافظه¬دار دماي بالا Ni50Ti40Hf10 و Ni49Ti36Hf15به دو روش ذوب القايي تحت خلا و ذوب قوسي تحت خلا صورت گرفت. پس از ساخت آلياژ، رفتار تغيير شكل گرم آلياژ Ni49Ti36Hf15 با انجام تست فشار گرم در گستره دمايي C1100-800 و نرخ كرنش S-11-001/0 مورد بررسي قرار گرفت و مقدار انرژي فعال¬سازي لازم جهت انجام عمليات كارگرمو معادله بنيادين زنر-هولمان مناسب جهت توصيف رفتار كارگرم اين آلياژ به¬دست آمد. بررسي¬هاي ريزساختاري جهت تعيين مكانيزم¬هاي ترميم حاكم نشان داد كه در دماي C1100و1000 تشكيل دانه¬هاي تبلور مجدد با مكانيزم تبلور مجدد ديناميكي ناپيوستهبه¬وقوع مي¬پيوندد. همچنين جهت تعيين شكل¬پذيري گرم آلياژها، آزمون كشش گرم در دماهاي C1100-800 و نرخ كرنش ثابت به روي نمونه¬ها انجام شد. نتايج آزمون كشش گرم در دماهاي مختلف روي آلياژهاي Ni49Ti36Hf15و Ni50Ti40Hf10 نشان داد كه آلياژ Ni50Ti40Hf10 شكل پذيري بهتري در مقايسه با آلياژ Ni49Ti36Hf15از خود نشان مي¬دهد. نورد نمونه-هاي آلياژ Ni49Ti36Hf15در دماهاي مختلف با وقوع ترك در سطح نمونه¬ها همراه بود. دليل اصلي بوجود آمدن ترك وجود مقادير قابل توجهي از فازهاي ثانويه و كاربيدها مي¬باشد كه به دليل اختلاف زياد پارامتر شبكه اين فازها با زمينه، ناپيوستگي بين رسوبات و زمينه منجر به اشاعه و رشد ميكروترك ها در طي فرآيند نورد گرم شده¬است. با كاهش مقدار هافنيوم و بهبود شكل¬پذيري، فرآيند نورد گرم و نورد سرد روي آلياژ Ni50Ti40Hf10بدون وقوع ترك انجام شد. اعمال نورد گرم و نورد سرد روي نمونه-هاي آلياژ Ni50Ti40Hf10 باعث افت دماي استحاله و پهن شدن پيك¬ها گرديده است. كاهش دماي استحاله به دليل افزايش دانسيته نابجاييها بوده كه مانع حركت فصل مشترك مارتنزيت شده¬است.افت دماهاي استحاله در نمونه¬هاي نورد گرم نسبت به نمونه¬هاي نورد سرد با شيب كمتري اتفاق مي¬افتد. با اعمال نورد گرم و سرد مقدار سختي ودر نتيجه استحكام آلياژ افزايش يافته و موجب افزايش تنش بحراني براي لغزش شده و نهايتا باعث بهبود كرنش بازيابي و نسبت بازيابيگرديده¬است. واژه¬هاي¬كليدي: آلياژهاي NiTiHf، شكل¬پذيري گرم، تبلور مجدد ديناميكي، دماي استحاله، كرنش بازيابي