عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر عملیات ترمومکانیکال و عنصر آلیاژی مس بر حافظه داری یک و دو طرفه آلیاژ niti
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 991;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57046
- تاریخ دفاع
- ۳۱ خرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- فاطمه داعی
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی
- چکیده
- هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر عملیات ترمومکانیکی، میزان کرنش تربیت¬کردن اعمالی و عنصر آلیاژی مس بر خواص حافظه¬داری آلیاژ حافظه¬دار NiTi است. به این منظور، تحقیق بر روی دو آلیاژ Ni-50.8at.%Ti و Ni-50at.%Ti-5at.%Cu انجام شد. عملیات ذوب این آلیاژ¬ها در کوره قوسی تحت خلاء انجام و شمش حاصل بعد از فورج در دمای ?C1000 به مدت 12 ساعت همگن شد. عملیات نورد سرد بر روی آلیاژ دو¬تایی با 10، 17، 25 و 33% کاهش سطح مقطع و بر روی آلیاژ سه¬تایی با 25 و 33% کاهش سطح مقطع صورت گرفت. جهت بررسی اثر عملیات ترمومکانیکی بر روی حافظه¬داری، آلیاژ¬های کارسرد شده در دمای ?C450 به مدت 30 و 60 دقیقه آنیل شدند. القای حافظه داری دو طرفه در این آلیاژ¬ها به روش ترمومکانیکی تکرار سیکل حافظه¬داری انجام شد. به منظور بررسی اثر خواص مکانیکی ماده بر رفتار حافظه¬داری آن، نمونه¬هایی از آلیاژ دو تایی با درصد کارسرد¬های مختلف تهیه و در دمای ?C450 به مدت 10، 30، 60، 120 و 600 دقیقه آنیل و سختی آنها اندازه¬گیری شد. در ادامه از نتایج سختی و روابط ارائه شده، چگالی نابجایی¬ها و انرژی انباشته شده در ماده بعد از کار سرد و کار سرد- آنیل، محاسبه و با استفاده از مدل ارائه شده که پایه آن کنترل نرخ فرآیند بازیابی توسط صعود نابجایی¬ها است، سینتیک بازیابی مورد بررسی قرار گرفت. قابل توجه است که استفاده از این مدل برای بررسی سینتیک بازیابی در آلیاژ Ni-50.8at.%Ti به علت عدم رسوب¬گذاری در طی فرایند آنیل می¬باشد. همچنین به منظور مقایسه رفتار مکانیکی آلیاژ دو¬تایی و سه¬تایی از آزمون خمش سه نقطه¬ای استفاده شد. نتایج نشان داد که عملیات ترمومکانیکی کار سرد-آنیل به مقدار قابل توجه¬ای موجب بهبود اثر حافظه¬داری یک و دو طرفه آلیاژ NiTi غنی از Ti شده، همچنین افزودن عنصر آلیاژی مس سبب کاهش سطح تنش جهت¬گیری مجدد واریانت¬های مارتنزیتی شده و موجب افزایش حافظه¬داری یک و دو طرفه به ترتیب به میزان 40 و10% در این آلیاژ شد. از طرف دیگر، افزایش کرنش خمشی تربیت¬کردن از 6 به 11 درصد موجب افزایش کرنش حافظه¬داری دو طرفه در حدود چهار برابر شد. همچنین مدل ارائه شده به منظور بررسی سینتیک فرآیند بازیابی در این آلیاژ از تطابق خوبی با نتایج تجربی برخوردار بوده و مدل مناسبی برای پیش¬بینی رفتار بازیابی عیوب در آن می¬تواند به¬حساب آید.
- Abstract
- In the present work, the effects of thermo mechanical treatments, training strain and addition of Cu on the shape memory in the NiTi alloy were studied. Two binary and ternary alloys, Ni-50.8%atTi-5at.%Cu respectively, was cast in the vacuum arc melting furnace. Ingots were forged and homogenized at 1000oC for 12 hours. Binary and ternary alloys were cold rolled to 10, 17, 25, 33% reduction and 25, 33% reduction in area, respectively. In order to investigation of thermo mechanical treatments on shape memory effects, cold worked alloys were heat treatment at 450oC for 30, 60 min. Induction of two-way shape memory effect were carried out by shape memory cycles. Binary alloys with different percents of cold worked were heat treated at 450oC for 10, 30, 60, 120 and 600 min. In order to study of mechanical properties on shape memory effect, the hardness of all binary alloys was measured, and their results were used to calculate density of dislocations and stored energy in binary alloy after thermo mechanical treatments. Recovery kinetic was investigated by using the recovery model that considers the dislocation climb as a rate controlling. Three point bending test was applied to compare mechanical behaviors between binary and ternary alloys. The results indicate that thermo mechanical treatments (cold work-anneal) significantly improve one way and two way shape memory effects in the NiTi alloy. Also, addition of Cu reduces the stress for reorientation of martensites and one way and two way shape memory increase up to 10% and 40%, respectively. On the other hand, increment of training bending strain from 6-11% increased two way shape memory srain fourfold. In addition, recovery kinetic modeling has a good accordance with experimental results and is an appropriate model to predict of defects recovery behavior.
