6-6-2 سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل………………………………………………….39

 

 

                             1-6-6-2 سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل………………………………….39              

 

 

        2-6-6-2 اثر عملیات حرارتی برروی سختی………………………………………….39

 

 

فصل سوم روش انجام آزمایش……………………………………………………………………………..42

 

 

          1-3 ریخته گری……………………………………………………………………………..43

 

 

          2-3 عملیات همگن سازی و محلول سازی…………………………………………………………………….46

 

 

          3-3 تست DSC ……………………………………………………………………………………………………….47

 

 

          4-3 نورد……………………………………………………………………………………………………………………48

 

 

          5-3 نمونه سازی…………………………………………………………………………………………………………49

 

 

          6-3 عملیات حرارتی……………………………………………………………………………………………………49

 

 

          7-3 بررسی ریزساختاری……………………………………………………………………………………………..52

 

 

          8-3 تست کشش و سختی……………………………………………………………………………………………52

 

 

فصل چهارم نتایج و بحث…………………………………………………………………………………………………………54

 

 

          1-4 همگن سازی و بررسی ریزساختاری……………………………………………………………………….55

 

 

                   1-1-4 اثر محیط سرد کنندگی بر رفتار استحاله ای………………………………………………66

 

 

          2-4 محلول سازی……………………………………………………………………………………………………….68

 

 

          3-4 سختی نمونه های همگن شده و عملیات محلولی شده………………………………………………70

 

 

          4-4 عملیات حرارتی پیرسازی………………………………………………………………………………………73

 

 

          5-4 سختی……………………………………………………………………………………………………………….105

 

 

5- نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………..108

 

 

پیوست1: لیست مقالات ارائه شده……………………………………………………………………………………………111

 

 

مراجع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………….. 112

 

 

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………….. 115

 

 

 

مقدمه

 

 

آلیاژهای حافظه‌دار دسته‌ای از آلیاژ‌ها با قابلیت منحصر به فرد بازیابی مقادیر قابل توجهی از تغییر فرم خود (تا حدود 8%) هستند. در این حالت نمونه می‌تواند تحت تنش‌های وارده در حد مجاز تغییر شکل دهد و مجدداً با حرارت دادن به شکل اولیه خود باز گردد؛ یا پس از برداشتن بار مکانیکی به صورت الاستیک به شکل نخستین خود باز گردد. در حالت اول پدیده حافظه‌داری و در حالت دوم پدیده سوپر الاستیک و یا شبه الاستیک رخ داده است. وجود خواص حافظه‌داری و سوپرالاستیک در آلیاژهای با نسبت اتمی مساوی (معمولاً غنی‌تر از نیکل) از Ni و Ti دیده می‌شود. اما به علت پایداری فاز بین‌فلزی NiTi در یک محدوده ترکیبی، آلیاژهای متعددی با ترکیب‌های غیر استوکیومتری وجود دارند. مقاومت به سایش بالا، مقاومت به خوردگی مناسب و قابلیت سازگاری با بدن موجودات زنده از دیگر خواص آلیاژهای حافظه‌دار NiTi است. این آلیاژها همچنین به واسطه قابلیت میرایی بالایی که دارند در کاربردهای مرتبط با جذب ارتعاشات نیز به فراوانی مورد استفاده قرار می‌گیرند .وجود این خواص مطلوب مهندسی در این ماده، نایتینول را به عنوان آلیاژی مناسب برای کاربرد‌های پیشرفته معرفی می­کند. خاصیت میرایی این آلیاژ اندکی کمتر از ویسکرهایی نظیر اکریلیک و لاستیک است ولی نسبت به مواد مذکور دارای استحکام و مدول الاستیک بالاتری می‌باشد. آلیاژهای با نسبت اتمی مساوی از نیکل و تیتانیم و معمولاً غنی‌تر از نیکل به علت امکان کنترل فرایند استحاله با استفاده ازعملیات حرارتی و پیرسازی، برای تولید آلیاژ نایتینول بیشتر مد نظر می‌باشند. پدیده حافظه­داری به علت سهولت انجام استحاله مارتنزیتی و برگشت­پذیری آسان آن می باشد. عملیات حرارتی آلیاژهای NiTi اغلب به منظور بهینه کردن خواص مکانیکی اجزا و قطعات ساخته شده از آن و نیز کنترل دماهای استحاله آن انجام می‌گیرد. انجام این فرآیند تاثیرات بسیاری بر روی ریزساختار این آلیاژها و در نتیجه روی خواص آنها خواهد داشت.

 

 

استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار NiTi غنی از Ni همواره مورد توجه بوده است، چرا که با افزودن Ni به آنها امکان کنترل دماهای انتقالی فراهم می‌آید (با افزودن at. Ni %1/0 دماهای انتقالی حدود K20 کاهش پیدا می‌کنند). این آلیاژها به دلیل مقدار نیکل بالایی که دارند، سختی و مقاومت به سایش و خوردگی بالایی از خود نشان می دهند. همچنین در این آلیاژها می توان با عملیات حرارتی مناسب به خواص حافظه داری مناسب و استحکام و چقرمگی مورد نظر رسید. انتخاب سیکل عملیات حرارتی به عنوان روش کار آزمایش و همچنین تحلیل روابط حاکم بین کمیت های مکانیکی و ریز ساختاری با استفاده از نتایج بدست آمده از مجموعه مقالات و منابع مرتبط با موضوع آزمایش، از اهداف اصلی این پروژه است. این مقالات به همراه تحلیل و ارتباط بین آنها در فصل دوم آورده شده اند. دو هدف عمده از انجام این آزمایشات دنبال می شود:

 

 

 

• ایجاد ارتباط بین خواص ریز ساختاری و خواص مکانیکی نمونه های عملیات حرارتی شده و چگونگی تاثیر این خواص بر یکدیگر.

 

 

• بدست آوردن محدوده دمایی و زمانی بهینه عملیات حرارتی برای رسیدن به خواص مطلوب ریز ساختاری و مکانیکی آلیاژ نیکل تیتانیم غنی از نیکل.

 

 

شرح کامل روش تهیه نمونه ها، روش انجام عملیات حرارتی و تجهیزات مورد استفاده و تست های متالوگرافی و مکانیکی در فصل سوم آورده شده است.