Журнал передовой химической инженерии

Абстрактный

Двойная термоупругая – псевдоупругая характеристика и кристаллографическая основа фазовых превращений в сплавах с эффектом памяти формы

Адигузель О

Эффект памяти формы — это своеобразное свойство, проявляемое рядом сплавных систем, называемых сплавами с памятью формы, которые имеют двойственные характеристики, называемые термоупругостью и псевдоупругостью, с точки зрения поведения памяти. Эти сплавы относятся к классу современных новых материалов с этими свойствами и реакцией на внешние условия. Два последовательных кристаллографических превращения, термическое и вызванное напряжением мартенситное превращение, управляют явлениями памяти формы на кристаллографической основе. Эффект памяти формы осуществляется термически в температурном интервале при нагреве и охлаждении после первого охлаждения и процессов напряжения, тогда как псевдоупругость осуществляется механически путем напряжения и освобождения при постоянной температуре в области исходной аустенитной фазы материалов. Эффект памяти формы регулируется процессами охлаждения и напряжения на объемном уровне, а также процессами двойникования и раздвойникования решетки на кристаллографической основе. Термически индуцированный мартенсит происходит вместе с решеточным двойникованием, и упорядоченные структуры исходной фазы превращаются в многовариантные двойниковые мартенситные структуры самоаккомодационным образом, а двойниковые мартенситные структуры превращаются в раздвойникованный мартенсит посредством мартенситного превращения, вызванного напряжением, при напряжении. Псевдоупругость выполняется путем напряжения материала и его освобождения при постоянной температуре в области исходной фазы, для чего материалы деформируются, а восстановление формы выполняется одновременно при снятии приложенного напряжения. Псевдоупругость выполняется нелинейным образом; пути напряжения и освобождения различны на диаграмме напряжение-деформация, а петля гистерезиса относится к рассеянию энергии. Элементарными процессами, вовлеченными в такие мартенситные превращения, по сути являются сдвиговые деформации, сдвиги, инвариантные по решетке, и перетасовка атомных плоскостей. Сдвиги, инвариантные по решетке, происходят при кооперативных движениях атомов на плотно упакованных плоскостях упорядоченной решетки исходной фазы, в манере смещения. Перетасовка и сдвиг атомной плоскости можно рассматривать как элементарные процессы, активируемые во время мартенситных превращений со смещением. Сдвиг, инвариантный по решетке, не является однородным в сплавах с памятью формы на основе меди и приводит к образованию длиннопериодных слоистых сложных мартенситных структур с двойникованием решетки при охлаждении. Исследования электронной дифракции и рентгеновской дифракции, проведенные на двух сплавах на основе меди CuZnAl и CuAlMn, показывают, что эти сплавы демонстрируют сверхрешеточные отражения в мартенситном состоянии. Критические температуры превращения этих сплавов превышают комнатную температуру, и они находятся в полностью мартенситном состоянии при комнатной температуре. Была проведена серия рентгеновских дифракций в течение старения при комнатной температуре. Результаты дифракции показывают, что углы дифракции и интенсивности пиков изменяются со старением. Этот результат относится к новой реакции диффузионным образом и приводит к стабилизации мартенсита.