Mawonekedwe a Memory Memory Alloys (SMAs) ali ndi mawonekedwe osinthika kutengera mphamvu ya thermomechanical. Zomwe zimayambitsa kutentha kwa thermomechanical zimachokera ku kutentha kwakukulu, kusuntha, kusinthika kolimba, ndi zina zotero (gawo lapamwamba lapamwamba kwambiri limatchedwa austenite, ndipo gawo lotsika lotsika kwambiri limatchedwa martensite). Kusintha mobwerezabwereza kwa cyclic gawo kumabweretsa kuwonjezeka kwapang'onopang'ono kwa ma dislocations, kotero madera osasinthika adzachepetsa magwiridwe antchito a SMA (otchedwa ntchito kutopa) ndikupanga ma microcracks, omwe pamapeto pake adzatsogolera kulephera kwakuthupi pamene chiwerengerocho chili chokwanira. Mwachiwonekere, kumvetsetsa khalidwe la kutopa kwa ma aloyiwa, kuthetsa vuto la zidutswa zamtengo wapatali, ndi kuchepetsa chitukuko cha zinthu ndi mapangidwe azinthu zonse zidzabweretsa mavuto aakulu azachuma.
Kutopa kwa ma thermo-mechanical sikunawunikidwe kwambiri, makamaka kusowa kwa kafukufuku wokhudzana ndi kufalikira kwa ming'alu ya kutopa pansi pa ma thermo-mechanical cycles. Kumayambiriro koyambirira kwa SMA mu biomedicine, cholinga cha kafukufuku wa kutopa chinali moyo wonse wa zitsanzo "zopanda chilema" pansi pa katundu wa cyclic mechanical. Mu ntchito ndi yaing'ono SMA geometry, kutopa crack kukula ali ndi zotsatira zochepa pa moyo, kotero kafukufuku amayang'ana pa kupewa kuyambitsa crack m'malo kulamulira kukula kwake; pakuyendetsa, kuchepetsa kugwedezeka ndi kugwiritsa ntchito mphamvu zoyamwitsa, ndikofunikira kupeza mphamvu mwachangu. Zigawo za SMA nthawi zambiri zimakhala zazikulu zokwanira kuti zisunge kufalikira kwakukulu kusanathe. Chifukwa chake, kuti mukwaniritse kudalirika kofunikira komanso zofunikira zachitetezo, ndikofunikira kumvetsetsa ndikuwerengera kuchuluka kwa kukula kwa mng'alu wotopa kudzera munjira yololera kuwonongeka. Kugwiritsa ntchito njira zololera zowonongeka zomwe zimadalira lingaliro la fracture mechanics mu SMA sikophweka. Poyerekeza ndi zitsulo zamapangidwe achikhalidwe, kukhalapo kwa kusintha kwa gawo losinthika ndi kulumikizana kwa thermo-mechanical kumabweretsa zovuta zatsopano kufotokoza bwino za kutopa ndi kusweka kwa SMA.
Ofufuza ochokera ku yunivesite ya Texas A&M ku United States adayesa kuyesa kukula kwa ng'anjo yamakina ndi kutopa mu Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy kwa nthawi yoyamba, ndipo adapereka malingaliro ophatikizika amalamulo amphamvu amtundu wa Paris omwe angagwiritsidwe ntchito poletsa kutopa. kukula kwa crack pansi pa parameter imodzi. Zikuganiziridwa kuchokera ku izi kuti ubale wamphamvu ndi kuchuluka kwa kukula kwa crack ukhoza kuikidwa pakati pa mikhalidwe yosiyanasiyana yonyamula ndi masinthidwe a geometric, omwe angagwiritsidwe ntchito ngati tanthawuzo logwirizana la kukula kwa crack mu SMAs. Pepala lofananiralo lidasindikizidwa mu Acta Materialia lomwe lili ndi mutu wakuti "Mafotokozedwe ogwirizana akukula kwamakina ndi kutopa kwapang'onopang'ono mumapangidwe a kukumbukira".
Ulalo wa pepala:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Kafukufukuyu adapeza kuti Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy ikayesedwa uniaxial tensile pa 180 ℃, austenite imakhala yopunduka kwambiri pansi pa kupsinjika kochepa panthawi yotsitsa, ndipo modulus ya Young ili pafupi 90GPa. Pamene kupsyinjika kufika pafupi 300MPa Kumayambiriro kwa kusintha kwa gawo labwino, austenite amasintha kukhala martensite ochititsa chidwi; potsitsa, kupsinjika-kupangitsa martensite makamaka kumadutsa zotanuka, ndi modulus ya Young pafupifupi 60 GPa, kenako ndikusintha kubwerera ku austenite. Kupyolera mu kuphatikizika, kutopa kwa kukula kwa zida zomangika kumalumikizidwa ndi malamulo amphamvu amtundu wa Paris.
Fig.1 BSE chithunzi cha Ni50.3Ti29.7Hf20 kutentha mawonekedwe aloyi kukumbukira ndi kukula kwa particles okusayidi
Chithunzi 2 TEM chithunzi cha Ni50.3Ti29.7Hf20 kutentha mawonekedwe kukumbukira aloyi pambuyo kutentha mankhwala pa 550℃×3h
Chithunzi 3 Ubale pakati pa J ndi da/dN wa kukula kwa kutopa kwa makina kwa NiTiHf DCT specimen pa 180 ℃
Muzoyesera zomwe zili m'nkhaniyi, zatsimikiziridwa kuti fomulayi imatha kukwanira kuchuluka kwa kuchuluka kwa kukula kwa kutopa kuchokera pazoyeserera zonse ndipo ingagwiritse ntchito magawo omwewo. Lamulo la mphamvu exponent m ndi pafupifupi 2.2. Kuwunika kwa fracture ya kutopa kumawonetsa kuti kufalikira kwa ming'alu yamakina komanso kufalitsa ming'alu ndi ma fractures a quasi-cleavage, ndipo kupezeka pafupipafupi kwa hafnium oxide pamwamba kwawonjezera kukana kufalikira kwa crack. Zotsatira zomwe zapezedwa zikuwonetsa kuti mawu amodzi ampirical mphamvu zamalamulo amatha kukwaniritsa kufanana komwe kumafunikira m'malo osiyanasiyana onyamula ndi masinthidwe a geometric, potero akupereka kufotokozera kogwirizana kwa kutopa kwa thermo-mechanical of shape memory alloys, potero kuyerekeza mphamvu yoyendetsa.
Chithunzi cha 4 SEM chithunzi cha kupasuka kwa chitsanzo cha NiTiHf DCT pambuyo pa 180 ℃ kutopa kwa makina oyesera kukula kwa crack
Chithunzi cha 5 Fracture SEM chithunzi cha chitsanzo cha NiTiHf DCT pambuyo poyendetsa kuyesa kwakukula kwa kutopa motsatiridwa ndi 250 N
Mwachidule, pepalali limapanga zoyeserera zamakina komanso zoyendetsa kutopa pakukula kwa nickel NiTiHf kwanthawi yoyamba. Kutengera kuphatikizika kwa cyclic, mawu amtundu wa Paris-law-law crack kukula akulinganizidwa kuti agwirizane ndi kukula kwa kutopa kwa kuyesa kulikonse pansi pa gawo limodzi.
Nthawi yotumiza: Sep-07-2021