Şekil ýadynyň erginleri (SMA) termomehaniki gyjyndyrmalara häsiýetli deformasiýa jogap berýär. Termiki mehaniki gyjyndyrmalar ýokary temperaturadan, süýşmeden, gaty-gaty üýtgemelerden we ş.m. (ýokary temperaturaly ýokary tertipli faza austenit diýilýär, pes temperaturaly pes faza martensit diýilýär). Gaýtalanýan siklik fazanyň geçişleri ýerleriň ýuwaş-ýuwaşdan köpelmegine sebäp bolýar, şonuň üçin üýtgemedik ýerler SMA-nyň işleýşini peselder we mikrokratlary öndürer, bu bolsa san ýeterlik bolanda fiziki näsazlyga sebäp bolar. Elbetde, bu garyndylaryň ýadawlyk häsiýetine düşünmek, gymmat bahaly komponent galyndylary meselesini çözmek we maddy ösüşi we önüm dizaýn siklini azaltmak bularyň hemmesi uly ykdysady basyş döreder.
Termo-mehaniki ýadawlyk köp derejede öwrenilmedi, esasanam termo-mehaniki sikllerde ýadawlygyň köpelmegi boýunça gözlegleriň ýoklugy. SMA-ny biomedisinada durmuşa geçirende, ýadawlyk gözleginiň merkezi siklik mehaniki ýüklerdäki “kemçiliksiz” nusgalaryň umumy ömri boldy. Kiçijik SMA geometriýasy bolan programmalarda ýadawlygyň ýarylmagynyň ýaşaýşa az täsiri bar, şonuň üçin gözleg, onuň ösüşine gözegçilik etmän, döwülmegiň öňüni almaga gönükdirilendir; sürmekde, titremäni azaltmakda we energiýa siňdiriş programmalarynda çalt güýç almak zerur. SMA komponentleri, adatça şowsuzlykdan öň ep-esli döwülmegi saklamak üçin ýeterlikdir. Şonuň üçin zerur ygtybarlylygy we howpsuzlyk talaplaryny kanagatlandyrmak üçin ýadawlyga çydamlylyk usuly bilen ýadawlygyň döwülmeginiň özüni alyp barşyna doly düşünmeli we baha bermeli. SMA-da döwük mehanikasy düşünjesine daýanýan zyýana çydamlylyk usullaryny ulanmak ýönekeý däl. Adaty gurluş metallary bilen deňeşdirilende, tersine fazanyň geçişiniň we termo-mehaniki birikdirmäniň bolmagy SMA-nyň ýadawlygyny we artykmaç ýüklenmesini netijeli suratlandyrmak üçin täze kynçylyklar döredýär.
ABŞ-nyň Tehas A&M uniwersitetiniň gözlegçileri ilkinji gezek Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloýynda arassa mehaniki we herekete getirilen ýadawlygyň ösüş synaglaryny geçirdiler we ýadawlygy sazlamak üçin ulanyp boljak Pari Paris görnüşli güýç kanunynyň aýrylmaz görnüşini teklip etdiler. ýekeje parametr boýunça ösüş depgini. Mundan başga-da, SMA-larda deformasiýa döwülmeginiň potensial bitewi beýany hökmünde ulanylyp bilinjek dürli ýükleme şertleri bilen geometrik konfigurasiýalaryň arasynda döwük ösüş depgini bilen empirik gatnaşyk gurlup bilner. Baglanyşykly kagyz “Acta Materialia” -da “Şekil ýadynyň erginlerinde mehaniki we hereket ýadawlygynyň ýarylmagynyň bitewi beýany” ady bilen neşir edildi.
Kagyz baglanyşygy:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
Gözleg, Ni50.3Ti29.7Hf20 garyndysynyň 180 at derejesinde uniaxial dartyş synagyna sezewar bolanda, austenitiň ýükleniş döwründe pes stres derejesinde elastik deformasiýa edilendigini we Youngaşyň modulynyň 90GPa töweregi bolandygyny ýüze çykardy. Stress takmynan 300MPa ýetende, polo positiveitel fazanyň üýtgemeginiň başynda austenit stresli martensite öwrülýär; düşürilende, stres bilen örtülen martensit esasan elastik deformasiýany başdan geçirýär, Youngaşyň moduly takmynan 60 GPa bolýar we soňra austenite öwrülýär. Integrasiýa arkaly, gurluş materiallarynyň ýadawlygynyň ýokarlanmagy Pari Paris görnüşindäki güýç kanuny aňlatmasyna laýyklaşdyryldy.
1-nji surat Ni50.3Ti29.7Hf20 ýokary temperatura şekilli ýadyň garyndysy we oksid bölejikleriniň ululygynyň paýlanyşy
550 ℃ × 3h ýylylyk bejergisinden soň Ni50.3Ti29.7Hf20 ýokary temperatura şekilli ýadyň garyndysynyň TEM şekili
3-nji surat, NiTiHf DCT nusgasynyň 180 at derejesinde mehaniki ýadawlygyň döwülmeginiň J we da / dN arasyndaky baglanyşyk
Bu makalada geçirilen synaglarda bu formulanyň ähli synaglardan ýadawlygyň döwülmeginiň ösüş maglumatlaryna laýyk gelýändigi we şol bir parametrler toplumyny ulanyp biljekdigi subut edildi. Kuwwat kanunynyň görkezijisi m takmynan 2.2. Fatadawlygyň döwülmegi derňewi, mehaniki çatryklaryň köpelmeginiň hem-de hereketlendirijiniň ýarylmagynyň kwaz-döwük döwüklerdigini, üstündäki hafnium oksidiniň ýygy-ýygydan bolmagy ýaryşyň ýaýramagyna garşylygy güýçlendirýändigini görkezýär. Alnan netijeler, ýeke-täk empirik güýç kanuny aňlatmasynyň köp ýük şertlerinde we geometrik konfigurasiýalarda zerur meňzeşlige ýetip biljekdigini görkezýär we şeýlelik bilen şekil ýadynyň erginleriniň termo-mehaniki ýadawlygynyň bitewi beýanyny berýär we şeýlelik bilen hereketlendiriji güýje baha berýär.
4-nji surat, 180 ℃ mehaniki ýadawlygyň döwülmegi synagyndan soň NiTiHf DCT nusgasynyň döwülmeginiň SEM şekili
5-nji surat NiTiHf DCT nusgasynyň döwülmegi SEM şekili, 250 N-den yzygiderli ýüküň aşagynda ýadawlygy döwmek synagyny geçirenden soň
Gysgaça aýtsak, bu kagyz nikel baý NiTiHf ýokary temperatura şekilli ýat erginlerinde ilkinji gezek arassa mehaniki we hereketlendiriji ýadawlygyň ösüş synaglaryny geçirýär. Siklik integrasiýasyna esaslanyp, Pari Paris görnüşindäki güýç-kanun ýaryşynyň ösüşi, her synagyň ýadawlyk derejesiniň ösüş depginini bir parametr boýunça laýyklaşdyrmak teklip edilýär.
Iş wagty: 07-2021-nji sentýabr