Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hành vi mòn của hợp kim nhớ hình NiTi
Tóm tắt
Bài viết này nhằm cung cấp hiểu biết cơ bản về cơ chế biến dạng của hợp kim nhớ hình NiTi (SMA) trong quá trình mòn ở các nhiệt độ khác nhau khi tồn tại các cấu trúc vi mô khác nhau. Ba chế độ nhiệt độ được lựa chọn bao gồm T < Mf, As < T < Af, và T > Af, nơi các cấu trúc vi mô hoàn toàn là martenxit, martenxit tồn tại với austenit, và hoàn toàn là austenit lần lượt được hình thành. Khi T < Mf, đã quan sát thấy hệ số ma sát giảm ban đầu và sau đó ổn định ở giá trị thấp hơn với sự tăng dần của chu kỳ mòn. Sự giảm thêm được tìm thấy khi nhiệt độ gần với As. Hơn nữa, khi thử nghiệm ở mức trên Af, hệ số ma sát đã giảm đáng kể hơn dưới tải trọng cao hơn. Sự khác biệt trong xu hướng của hệ số ma sát ở các nhiệt độ khác nhau xuất phát từ các cơ chế biến dạng khác nhau tham gia vào quá trình mòn, đặc biệt là quá trình tách biến dạng martenxit, quá trình biến đổi pha bị kích thích bởi ứng suất và sự biến dạng dẻo của martenxit.
Từ khóa
#niTi #hợp kim nhớ hình #cơ chế biến dạng #quá trình mòn #nhiệt độTài liệu tham khảo
R. Sachdeva and S. Miyazaki: Application of shape memory nickel–titanium alloys to orthodontics. Proc. Int. Mtg. Adv. Mater. 9, 605 (1988).
J.D. Harrison and D.E. Hodgon: Shape Memory Effect in Alloys (Plenum Publisher, New York, 1975).
J. Jin and H. Wang: Wear resistance of Ni–Ti alloy. Acta Metall. Mater. 24, 66 (1988).
D.Y. Li and R. Liu: The mechanism responsible for high wear resistance of pseudo-elastic TiNi alloy–a novel tribo-material. Wear 225–229, 777 (1999).
V. Imbeni, C. Martini, D. Prandstraller, G. Poli, C. Trepanier, and T.W. Duerig: Preliminary study of micro-scale abrasive wear of a NiTi shape memory alloy. Wear 254, 1299 (2003).
P. Clayton: Tribological behavior of a titanium–nickel alloy. Wear 162–164, 202 (1993).
D.Y. Li: Wear behavior of TiNi shape memory alloys. Scr. Mater. 34, 195 (1996).
M. Abedini, H.M. Ghasemi, and M.N. Ahmadabadi: Tribological behavior of NiTi alloy in martensitic and austenitic states. Mater. Des. 30, 4493 (2009).
R. Liu, D.Y. Li, Y.S. Xie, R. Llewellyn, and H.M. Hawthorne: Indentation behavior of pseudoelastic TiNi alloy. Scr. Mater. 41, 691 (1999).
Y.N. Liang, S.Z. Li, Y.B. Jin, W. Jin, and S. Li: Wear behavior of a TiNi alloy. Wear 198, 236 (1996).
L.M. Qian, Q.P. Sun, and X.D. Xiao: Role of phase transition in the unusual microwear behavior of superelastic NiTi shape memory alloy. Wear 260, 509 (2006).
M. Arciniegas, J. Casals, J.M. Manero, J. Peña, and F.J. Gil: Study of hardness and wear behavior of NiTi shape memory alloys. J. Alloys Compd. 460, 213 (2008).
X.Q. Feng, L.M. Qian, W.Y. Yan, and Q.P. Sun: Wearless scratch on NiTi shape memory alloy due to phase transformational shakedown. Appl. Phys. Lett. 92, 121909 (2008).
D.Y. Li: Exploration of TiNi shape memory alloy for potential application in a new area: Tribological engineering. Smart Mater. Struct. 9, 717 (2000).
S. Gialanella, G. Ischia, and G. Straffelini: Phase composition and wear behavior of NiTi alloys. J. Mater. Sci. 43, 1701 (2008).
G.S. Firstov, R.G. Vitchev, H. Kumar, B. Blanpain, and J. Van Humbeeck. Surface oxidation of NiTi shape memory alloy. Biomaterials 23, 4863 (2002).
K.L. Johnson: Contact Mechanics (Cambridge University Press, Cambridge, 1985).
D.C. Lagoudas: Shape Memory Alloys: Modeling and Engineering Applications (Springer, Texas, 2008).
Y. Liu, Z.L. Xie, J. Van Humbeeck, and L. Delaey: Asymmetry of stress–strain curves under tension and compression for NiTi shape memory alloys. Acta Mater. 46, 4325 (1998).
L. Yan, Y. Liu, and E. Liu: Wear behavior of martensitic NiTi shape memory alloy under ball-on-disk sliding tests. Tribol. Int. 66, 219 (2013).
L.M. Qian, Q.P. Sun, and Z. Zhou: The role of martensite reorientation in the fretting behavior of nickel titanium shape memory alloy. Proc. Inst. Mech. Eng. 222, 887 (2008).
K. Otsuka and X. Ren: Physical metallurgy of Ti–Ni–based shape memory alloys. Prog. Mater. Sci. 50, 511 (2005).
Z.L. Xie, Y. Liu, and J. Van Humbeeck: Microstructure of NiTi shape memory alloy due to tension–compression cyclic deformation. Acta Mater. 46, 1989 (1998).
L. Orgeas and D. Favier: Stress-induced martensitic transformation of a NiTi alloy in isothermal shear, tension and compression. Acta Mater. 46, 5579 (1998).
R. Plietsch and K. Ehrlich: Strength differential effect in pseudoelastic NiTi shape memory alloys. Acta Mater. 45, 2417 (1997).
A.L. McKelvey and R.O. Ritchie: On the temperature dependence of the superelastic strength and the prediction of the theoretical uniaxial transformation strain in Nitinol. Philos. Mag. A 80, 1759 (2000).
A.J. Muir Wood and T.W. Clyne: Measurement and modeling of the nanoindentation response of shape memory alloys. Acta Mater. 54, 5607 (2006).
K. Otsuka and K. Shimize: Pseudoelasticity and shape memory effects in alloys. Int. Met. Rev. 31, 93 (1986).