پیشینه تحقیق آلیاژهای حافظه‌دار NiTi،  عملیات حرارتی(پیرسازی) و بررسی خواص مکانیکی آن دارای ۴۴ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱- مقدمه    ۴
۱-۲ تاریخچه و کاربرد    ۵
۲-۲ ذوب و ریخته گری آلیاژ NiTi    ۶
۳-۲ فازهای ثانویه در آلیاژهای NiTi غنی از Ni    ۷
۴-۲ رسوب Ni4Ti3    ۱۲
۵-۲ عملیات حرارتی(پیرسازی)    ۱۵
۱-۵-۲  مقدمه ای بر وجود فاز R    ۱۵
۲-۵-۲  استحاله فازی مارتنزیتی دو مرحله ای و سه مرحله ای    ۱۶
۳-۵-۲ توضیحات ریز ساختاری و کریستالوگرافی استحاله مارتنزیتی چند مرحله ای    ۲۰
۶-۲ بررسی خواص مکانیکی    ۲۳
۱-۶-۲ خاصیت سوپرالاستیکی    ۲۳
۲-۶-۲  اثر حافظه داری    ۲۴
۳-۶-۲  بررسی رفتار سوپر الاستیسیته آلیاژ NiTi55    ۳۰
۴-۶-۲ اثر دمای پیرسازی بر تنش تسلیم    ۳۶
۵-۶-۲  اثر اندازه رسوبات بر رفتار تنش-کرنش    ۳۷
۶-۶-۲ سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل    ۳۹
۱-۶-۶-۲ سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل    ۳۹
۲-۶-۶-۲ اثر عملیات حرارتی برروی سختی    ۳۹
مراجع:    ۴۲

منابع

[۱] Dlouhy´ A, Khalil-Allafi J, Eggeler G. Philos Mag 2003;83:339.

[۲]JEaton-Evans1,J.M.Dulieu-Barton,E.G.Little and I A Brown,Observations during mechanical testing of Nitinol, DOI: 10.1243/09544062JMES797

[۳] F. Takei, T. Miura, S. Miyazaki, S. Kimura, K. Otsuka, Y. Suzuki, Scripta Metall, 1983, 17, 987

[۴] G. J. Julien, “Shape memory parts of 60 nitinol”, United States Patent No. 7005018, 2006

[۵] Pelton AR, DiCello J, Miyazaki S (2000) Optimization of processing and properties of medical grade Nitinol wire. Minim Invasive Ther Allied Technol 9(1):107–۱۱۸٫

[۶] Robertson SW, Gong XY, Ritchie RO (2006) Effect of product form and heat treatment on the crystallographic texture of austenitic Nitinol. J Mater Sci 41:621–۶۳۰

[۷]M.C.Carroll,Ch.Somsen,G.Eggeler,Multiple-step artensitic ransformations in Ni-rich NiTi shape memory alloys, Scripta Materialia 50 (2004) 187–۱۹۲

[۸] Carl P. Frick , Alicia M. Ortega , Jeffrey Tyber , A.El.M. Maksound, Hans J. Maier , Yinong Liu, Ken Gall, Thermal processing of polycrystalline NiTi shape memory alloys, Materials Science and Engineering A 405 (2005) 34–۴۹

[۹] M. Arciniegas, J. Casals, J.M. Manero, J. Pe˜na, F.J. Gil, Study of hardness and wear behaviour of NiTi shape memory alloys, Journal of Alloys and Compounds 460 (2008) 213–۲۱۹

[۱۰] K. Otsuka , X. Ren, Physical metallurgy of Ti–Ni-based shape memory alloys, Progress in Materials Science 50 (2005) 511–۶۷۸

[۱۱] Mueller MH, Knott HW. Trans AIME 1963;227:674

[۱۲] Taylor A, Floyd RW. Acta Crystall 1950;3:285

[۱۳] V.I. Zel’dovich, G.A. Sobyanina, V.G. Pushin, bimodal size distribution of Ni₄Ti₃ particles and martensitic transformations in slowly cooled nickel-rich Ni-Ti alloys, scripta Materialia, Vol. 37, No. 1, pp. 79-84,1997

[۱۴]Kainuma R, Matsumoto M, Honma T (1987) Metallographic study of precipitation processes in Ni-rich TiNi alloys. Tohoku Daigaku Senko Seiren Kenkyujo iho 43(2):149–۱۵۸٫

[۱۵] Chang LC, Read TA. Trans AIME 1951;189:47

[۱۶] C.M. Jackson, H.J. Wagner, and R.J. Wasilewski, 55-nitinol—the alloy with a memory: its physical metallurgy, properties and applications, national aeronautics and space administration, 1972.

[۱۷] Dimitris C. Lagoudas, Shape Memory Alloys: Modeling and Engineering Applications, Springer, 2008

۱- مقدمه

آلیاژهای حافظه‌دار  ^[۱] دسته‌ای از آلیاژ‌ها با قابلیت منحصر به فرد بازیابی مقادیر قابل توجهی از تغییر فرم خود (تا حدود ۸%) 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^[۲] و در حالت دوم پدیده سوپر الاستیک^[۳] و یا شبه الاستیک^[۴] 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^[۵] 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.

۱-۲ تاریخچه و کاربرد

حافظه داری[۶] پدیده ای منحصر به فرد در برخی از آلیاژ هاست که ماده پس از پذیرش یک تغییر فرم پلاستیک در دمای پایین توسط حرارت دادن به شکل اولیه خود باز می گردد. این خاصیت اولین باردر سال ۱۹۵۱ توسط چنگ و رید[۷] در آلیاژهای Au-Cd مشاهده گردید[۱]. در سال ۱۹۶۱ بوهلر و وایلی [۲] در آزمایشگاه نظامی نیروی دریایی آمریکا این خاصیت را در سری آلیاژهای Ni و Ti ملاحظه کردند و نام آن را در حالت کلی ۵۵ نایتینول[۸] نهادند که در آن نیکل از مقادیر۵۳ تا ۶۰ در صد وزنی را می تواند دارا باشد. از آن پس این خاصیت در بعضی فلزات، سرامیک ها و حتی پلیمر ها نیز مشاهده شد. اما مواد حافظه دار فلزی که اکثراً آلیاژهای حافظه دار هستند، خاصیت حافظه داری بیشتری نسبت به مواد دیگر دارند. از مهمترین این آلیاژها می توان به غیر از آلیاژهای Ni-Ti، به آلیاژهای پایه مس مانند Cu-Zn-Al  و Cu-Al-Ni نیز اشاره نمود. در میان این دو سیستم آلیاژی، آلیاژ های Ni-Ti دارای خواص مکانیکی و حافظه داری بهتری هستند به گونه ای که تا ۸ درصد کرنش پلاستیک را بازیابی می کنند و نسبت به آلیاژهای پایه مس، پایداری حرارتی مطلوب تری را از خود نشان می دهند. این آلیاژ استحکام خستگی و چقرمگی بالایی دارد که بر اساس این خاصیت، این ترکیب کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و پزشکی یافته است[۲].

اگرچه امروزه حجم بالایی از کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در ارتباط با زمینه های پزشکی است، اما کاربردهای زیادی نیز در بخش های مختلف صنعتی در حجم بالا برای این آلیاژها بوجود آمده است. استفاده از این آلیاژها در صنعت بیشتر در بست ها و مفصل ها (کوپلینگ) و در بخش های نظامی بوده است. قاب عینک از موارد دیگری است که از خاصیت سوپرالاستیسیتی این آلیاژ ها استفاده می کند. آنتن تلفن همراه نیز یکی دیگر از موارد کاربرد سیم های سوپرالاستیک است. تقویت لحیم SnPdAg در مقابل شکست در اثر تنش های حرارتی، یکی دیگر از موارد کاربرد صنعتی پودر NiTi سوپرالاستیک می باشد. در قسمت اتومبیل سازی، تولید کننده های اروپایی اتومبیل، به مدت طولانی از آلیاژهای حافظه دار به عنوان فعال کننده برای انتقال سیال در جعبه دنده استفاده می کردند. امروزه از درپوش  NiTiNb برای آب بندی مسیرهای سوخت با فشار بالا در موتورهای انژکتوری دیزلی استفاده می شود. محرک های حافظه دار همچنین در ساخت دریچه یا سوپاپ اطمینان در کاربردهای صنعتی نیز استفاده می شود. کاربرد محرکی جدید شامل یک قطع کننده حرارتی برای محافظت یون های لیتیم باتری در مقابل افزایش غیر قابل کنترل دما، در اثر شارژ زیاد و یا اتصال کوتاه می باشد[۳].

۲-۲ ذوب و ریخته گری آلیاژ NiTi

برای تولید آلیاژ NiTi به روش ذوبی، به دلیل میل به واکنش بالایی که این آلیاژ دارد، ذوب باید در خلا انجام گیرد. به طور معمول دو روش ذوب القایی تحت خلا^[۹](VIM) و ذوب با قوس مصرف شونده ^[۱۰](VAR) استفاده می شود[۴]. در روش VIM معمولاً از بوته گرافیتی یا کلسیا استفاده می شود. در این حالت در صورت استفاده از بوته هایی از جنس مگنزیا و آلومینا، مذاب NiTi به اکسیژن آلوده می شود. مذاب NiTi در بوته گرافیتی دچار آلودگی با کربن می شود. با نگهداشتن دمای ذوب زیر ^oC1450 در هنگام استفاده از بوته گرافیتی می توان مقدار کربن را در شمش VIM بین ۲۰۰ تا ppm500 کنترل کرد[۵]. در روش VAR الکترودهای مصرفی NiTi ذوب می شوند و در قالب مسی آب گرد منجمد می گردند. در این حالت به دلیل اینکه آلودگی از طرف بوته وجود ندارد ماده نهایی تمیزتر و مقدار کربن کمتر از ppm200 می باشد. ولی نکته ای که در این حالت وجود دارد این است که منطقه ذوب در این روش فقط به محدوده کوچکی که قوس زده می شود، محدود می شود درنتیجه همگنی در ساختار کمتر می شود (در مقایسه با VIM). برای همگن شدن ساختار در این حالت از چندین بار ذوب استفاده می شود.

دو روش عمده برای ریخته‌گری قطعات نایتینولی وجود دارد: ریخته‌گری در قالب‌های موقتی و ریخته‌گری دایکست. البته استفاده از روش ریخته‌گری دقیق برای ساخت قطعات پیچیده از این آلیاژها روش بسیار مناسب‌تری می‌باشد. این روش برای آلیاژهای NiTi غنی از نیکل مناسب می‌باشد چرا که انجام ماشین‌کاری و یا به­عبارت دیگر ساخت قطعات پیچیده به روش‌های متداول از این آلیاژها مشکل می‌باشد[۵].

[۱]Shape memory alloy (SMA)

[۲]Shape memory effect

[۳]Super elastic

[۴]Pseudo elastic

[۵]Damping

[۶] Shape memory alloys (SMA)

[۷] Chang and Read

[۸] Nickel Titanium Ordnance Laboratory

[۹] Vacuum induction melting

[۱۰] Vacuum consumable arc melting

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.