ٽاپ ميٽيل ميگزين ”ايڪٽا ميٽيريليا“: ٿلهي ٽٽڻ جي واڌ واري رويي جي شڪل ميموري الائيز

شڪل جي ميموري الائيز (SMAs) وٽ ٿرموميڪنيڪل حوصلي لاءِ هڪ خاص خرابي جو جواب آهي. Thermomechanical stimuli جي شروعات ٿئي ٿي تيز گرمي پد، بي گھرڻ، سڪل کان سولڊ ٽرانسفارميشن وغيره (هاءِ گرمي پد جي هاءِ آرڊر واري مرحلي کي آسٽينائٽ چئجي ٿو، ۽ گھٽ درجه حرارت جي گھٽ آرڊر واري مرحلي کي مارٽينائٽ سڏيو وڃي ٿو). بار بار چڪر واري مرحلي جي منتقلي dislocations ۾ بتدريج واڌ جو سبب بڻجندي آهي، ان ڪري اڻ بدليل علائقا SMA جي ڪارڪردگيءَ کي گھٽائي ڇڏيندا آهن (جنهن کي فنڪشنل ٿلهو چئبو آهي) ۽ مائڪرو ڪرڪس پيدا ڪندا، جيڪي آخرڪار جسماني ناڪامي جو سبب بڻجندا جڏهن تعداد ڪافي وڏو هوندو. ظاهر آهي، انهن مصرعن جي ٿڪل زندگي جي رويي کي سمجهڻ، قيمتي جزو اسڪريپ جي مسئلي کي حل ڪرڻ، ۽ مادي ترقي ۽ پيداوار جي ڊيزائن جي چڪر کي گهٽائڻ، تمام وڏو معاشي دٻاءُ پيدا ڪندو.

Thermo-Mechanical fatigue کي وڏي حد تائين دريافت نه ڪيو ويو آهي، خاص طور تي Thermo-Mechanical cycles جي تحت ٿڪائي ڦاٽڻ جي پروپيگيشن تي تحقيق جي کوٽ. بائيو ميڊيسن ۾ SMA جي شروعاتي عمل ۾، ٿڪڻ جي تحقيق جو ڌيان "عيب کان پاڪ" نموني جي ڪل زندگي هئي سائيڪل ميڪيڪل لوڊ هيٺ. ننڍي SMA جاميٽري سان ايپليڪيشنن ۾، ٿڪڻ واري شگاف جي واڌ جو زندگي تي ٿورو اثر پوي ٿو، تنهنڪري تحقيق ان جي واڌ کي ڪنٽرول ڪرڻ بجاءِ شگاف جي شروعات کي روڪڻ تي ڌيان ڏئي ٿي. ڊرائيونگ، وائبريشن جي گھٽتائي ۽ توانائي جذب ڪرڻ واري ايپليڪيشنن ۾، جلدي طاقت حاصل ڪرڻ ضروري آهي. SMA اجزاء عام طور تي ڪافي وڏا هوندا آهن ته ناڪامي کان اڳ اهم شگاف پروپيگنڊا برقرار رکڻ لاء. تنهن ڪري، ضروري اعتماد ۽ حفاظت جي گهرج کي پورو ڪرڻ لاء، اهو ضروري آهي ته مڪمل طور تي سمجھڻ ۽ مقدار کي پورو ڪرڻ لاء ٿڪڻ جي ڀڃڪڙي جي ترقي واري رويي کي نقصان برداشت ڪرڻ واري طريقي سان. نقصان جي رواداري جي طريقن جو اطلاق جيڪو SMA ۾ فريڪچر ميڪيڪل جي تصور تي ڀاڙي ٿو سادو ناهي. روايتي ڍانچي جي دھاتن جي مقابلي ۾، موٽڻ واري مرحلي جي منتقلي ۽ thermo-ميڪينيڪل ملائڻ جو وجود SMA جي ٿڪائي ۽ اوورلوڊ فريڪچر کي مؤثر انداز سان بيان ڪرڻ لاءِ نوان چئلينج پيش ڪري ٿو.

آمريڪا جي ٽيڪساس A&M يونيورسٽي جي محققن پهريون ڀيرو Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy ۾ خالص ميڪيڪل ۽ هلندڙ ٿڪائي ڦاٽن جي واڌ جا تجربا ڪيا، ۽ هڪ لازمي بنياد تي پيرس-قسم جي پاور لا ايڪسپريشن جو تجويز ڪيو جيڪو استعمال ڪري سگهجي ٿو ٿڪائي کي پورو ڪرڻ لاءِ. هڪ واحد پيٽرولر جي تحت واڌ جي شرح. ان مان اندازو لڳايو ويو آهي ته شگاف جي واڌ جي شرح سان تجرباتي تعلق مختلف لوڊشيڊنگ حالتن ۽ جاميٽري ترتيبن جي وچ ۾ فٽ ٿي سگهي ٿو، جنهن کي استعمال ڪري سگهجي ٿو هڪ امڪاني متحد بيان ڪندڙ جي طور تي. لاڳاپيل پيپر Acta Materialia ۾ عنوان سان شايع ڪيو ويو “A unified description of mechanical and actuation fatigue crack growth in shape memory alloys”.

پيپر لنڪ:

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155

مطالعي مان معلوم ٿئي ٿو ته جڏهن Ni50.3Ti29.7Hf20 مصر 180 ℃ تي uniaxial tensile ٽيسٽ سان مشروط ڪيو ويندو آهي، آسٽنائٽ خاص طور تي لوڊشيڊنگ جي عمل دوران گهٽ دٻاءُ جي سطح هيٺ لچڪدار طور تي خراب ٿي ويندو آهي، ۽ نوجوان جو ماڊل 90GPa بابت آهي. جڏهن دٻاءُ تقريباً 300MPa تائين پهچي ٿو مثبت مرحلي جي تبديليءَ جي شروعات ۾، آسٽنائٽ دٻاءُ ۾ بدلجي وڃڻ واري مارٽينائٽ ۾ تبديل ٿي وڃي ٿو. جڏهن لوڊ ڪرڻ وقت، دٻاء-حوصلہ افزائي مارٽينائٽ خاص طور تي لچڪدار خرابي کان گذري ٿو، اٽڪل 60 GPa جي نوجوان ماڊلس سان، ۽ پوء واپس آسٽنائٽ ۾ تبديل ٿي. انضمام جي ذريعي، ساخت جي مواد جي ٿڪائي شگاف جي واڌ جي شرح کي پيرس-قسم جي طاقت جي قانون جي اظهار سان لڳايو ويو آهي.
تصوير.1 بي ايس اي تصوير Ni50.3Ti29.7Hf20 جي اعليٰ درجه حرارت جي شڪل ياداشت واري مصرع ۽ آڪسائيڊ ذرڙن جي سائيز جي ورڇ
تصوير 2 Ni50.3Ti29.7Hf20 جي TEM تصوير تيز گرمي پد جي شڪل ياداشت واري مصر جي گرمي علاج کان پوءِ 550 ℃ × 3h تي
تصوير 3 J ۽ da/dN جي وچ ۾ لاڳاپو ميڪيڪل ٿڪائي ڦاٽڻ جي واڌ ويجھو NiTiHf DCT نموني جي 180 ℃ تي

هن مضمون ۾ تجربن ۾، اهو ثابت ڪيو ويو آهي ته هي فارمولا سڀني تجربن مان ٿڪائي ڦڦڙن جي واڌ جي شرح جي ڊيٽا کي پورو ڪري سگهي ٿو ۽ ساڳئي سيٽ جي پيٽرولن کي استعمال ڪري سگهي ٿو. طاقت جو قانون ايڪسپونٽ m اٽڪل 2.2 آهي. ٿڪ ڀڃڻ جو تجزيو ڏيکاري ٿو ته ٻئي ميڪيڪل شگاف جي پروپيگيشن ۽ ڊرائيونگ شگاف پروپيگيشن اڌ-ڪليويج فريڪچر آهن، ۽ سطح تي هافنيم آڪسائيڊ جي بار بار موجودگي ڪريڪ پروپيگيشن مزاحمت کي وڌائي ڇڏيو آهي. حاصل ڪيل نتيجن مان اهو ظاهر ٿئي ٿو ته هڪ واحد تجرباتي طاقت قانون جو اظهار گهربل هڪجهڙائي حاصل ڪري سگهي ٿو لوڊشيڊنگ جي حالتن ۽ جاميٽري ترتيبن جي وسيع رينج ۾، انهي سان گڏ شڪل جي ميموري الائيز جي Thermo-mechanical fatigue جو گڏيل وضاحت مهيا ڪري ٿي، انهي سان گڏ ڊرائيونگ فورس جو اندازو لڳائي ٿو.
تصوير 4. 180 ℃ کان پوءِ NiTiHf DCT نموني جي فريڪچر جي SEM تصوير ميڪيڪل ٿڪائي شگاف ترقي جي تجربي
شڪل 5 Fracture SEM NiTiHf DCT نموني جي تصوير 250 N جي مسلسل تعصب واري لوڊ جي تحت ٿڪڻ جي ڪريڪ ترقي جي تجربي کي هلائڻ کان پوءِ

تت ۾، هي پيپر پهريون ڀيرو nickel-rich NiTiHf اعلي درجه حرارت جي شڪل جي ميموري الائيز تي خالص ميڪيڪل ۽ ڊرائيونگ ٿڪائي ڦاٽن جي واڌ جا تجربا ڪري ٿو. cyclic انضمام جي بنياد تي، هڪ پيرس-قسم جي طاقت-قانون جي شگاف جي ترقي جو اظهار تجويز ڪيو ويو آهي ته هر تجربي جي ٿڪائي ڦاٽ جي واڌ جي شرح کي هڪ واحد پيٽرولر هيٺ.