عنوان پایان‌نامه
بررسی انرژی تغییر شکل سیم های نیکل - تیتا نیم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46041;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 845
- تاریخ دفاع
- ۲۷ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- مریم اخلاقی
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی, رضا محمودی
- چکیده
- در تحقیق حاضر، انرژی تغییر شکل سیم¬های نیکل- تیتانیم در چهار حالت متفاوت با فازهای اولیهB2 ،B19' ، R و مخلوط دو فاز B2 وB19' با استفاده از روش آزمون کشش چندگانه (MTT) مورد بررسی قرار گرفت. به طورکلی در مواد سنتی، انرژی کل شکست ماده شامل سه مولفه انرژی الاستیک، پلاستیک و پارگی می¬باشد، حال آنکه در موادی با ویژگی¬هایی مانند حافظه¬داری و یا سوپر الاستیک، این تقسیم¬بندی انرژی متفاوت است، لذا نیاز به تغییراتی در روش MTT می¬باشد به¬نحوی که جزء مربوط به خاصیت حافظه¬داری و یا سوپرالاستیک نیز در این روش درنظر گرفته شود. با استفاده از روش مذکور، ترکیبات مختلفی از مجموع انرژی¬های تغییر شکل بر واحد سطح مقطع نمونه در قالب نموداری بر حسب طول اولیه سنجه رسم شدند. آنچه از این نمودار حاصل می¬شود، خط مستقیمی است که ضریب زاویه آن مجموع انرژی¬ها در واحد حجم و عرض از مبدا آن مبین انرژی پارگی بر واحد سطح می¬باشد. سیم خریداری شده با فاز اولیه B2 تحت عملیات آنیل محلولی و دو مرحله پیرسازی به سیمی با فاز اولیه R تبدیل شد. سیم با فاز اولیه B19' نیز طی20% کارسرد و آنیل کوتاه مدت بدست آمد. در نهایت سیم مخلوط دو فاز B2 وB19' نیز طی عملیات کشش سیم تولید و در ادامه مورد عملیات آنیل محلولی و پیرسازی قرار گرفت. باتوجه به نتایج حاصل از این تحقیق، میزان انرژی الاستیک بر واحد حجم و انرژی پارگی بر واحد سطح همان طور که انتظار می¬رفت برای کلیه سیم¬ها ناچیز بود. از طرفی میزان انرژی محاسبه شده بر واحد حجم مربوط به ناحیه پلاتو برای سیم با فاز اولیه B2 بیشترین و برای سیم با فاز اولیه B19' کمترین مقدار را دارا بود. بعلاوه میزان انرژی پلاستیک بر واحد حجم نیز برای سیم¬های با فاز اولیه R بصورت چشم¬گیری بیشتر از انرژی پلاستیک سایر سیم¬ها بدست آمد. همچنین با بررسی تاثیر نرخ کرنش بر رفتار کششی چهار دسته سیم مذکور، مشخص شد که پارامترهای مکانیکی دو دسته سیم با فازهای اولیه B2 و B19' مستقل از تغییرات نرخ کرنش هستند، در حالی که تغییر نرخ کرنش درصد ازدیاد طول نهایی دو دسته سیم دیگر (R و مخلوط دو فاز B2 وB19') را تحت تاثیر قرار می¬دهد.
- Abstract
- Deformation energies of Ni-Ti wires in four conditions with the initial B2, B19', R ,and a mixture of both B2 and B19' phases were studied individually by the multiple tensile testing (MTT) method. In traditional materials, the total energy required to tear specimens is assumed to be the sum of elastic, uniform plastic, and post-uniform or tearing energy components. For the shape memory alloys, however, this classification is not valid due to their unusual superelastic or shape memory characteristics. Using a modified MTT method, different energy components were calculated by plotting different combination of deformation energies divided by the specimen cross–sectional area against the gage length of the specimens. The slope of the obtained straight line demonstrates the summation of the elastic, superelastic or shape memory, secondly elastic, and plastic energy per unit volume and its intercept gives the value of tearing energy. Four different wires were examined using MTT method in order to evaluate their deformation energies. The as-received wire with the initial B2 phase was converted to the R-phase wire using proper solution-annealing and two-step aging treatments. The B19' wire was obtained from thermomechanical treatment, consisting of 20% cold work followed by a single-step aging treatment. The last group of wires which include both B2 and B19' phases were produced by drawing and a suitable one-step ageing treatment. It was found that the elastic energy per unit volume and tearing energy per unit area are negligible for all wires. However, the uniform plastic energy per unit volume for the R-phase wires was considerably higher than those of the three other wires. This caused a marked enhancement in the total deformation energy of the R-phase wire, as compared to the others. The superelastic or shape memory energies per unit volume were calculated for wires and the superelastic energy per unit volume was higher for B2-phase wire as compared to that of other wires. The effect of strain rate on the tensile behavior and deformation energies of these materials was also investigated. The B2 and B19'-phase wires were almost strain-rate-independent, whereas the R-and mixed-phase wires were influenced by the variation in strain rate.
