< Terug naar vorige pagina

Project

Invloed van nano– en microstructurele eigenschappen en defecten in fijnkorrelig Ni–Ti op de thermische en mechanische omkeerbaarheid van de martensitische transformatie

Vormgeheugen en superelasticiteit zijn de belangrijkste eigenschappen van Ni–Ti–legeringen voor technische toepassingen. Deze eigenschappen  spelen een belangrijke rol tijdens het cyclisch vormherstel bij thermische of stress geïnduceerde cycli. Aangezien deze eigenschappen voortkomen uit een martensitische transformatie, hangt de functionele stabiliteit van het materiaal af van de omkeerbaarheid van deze transformatie. Daarom werd de omkeerbaarheid van martensitische transformatie voor zowel bulk als microdraad Ni–Ti–materialen onder thermische cycli onderzocht.

In het eerste deel van dit werk werd het effect van lage temperatuur thermische cycli in combinatie met de veroudering van de stalen bij zowel verhoogde als kamertemperatuur op de MT van bulk en microdraad Ni–Ti–stalen bestudeerd. Toepassing van het Cluster–model toonde aan dat diffuse intensiteiten die werden gevonden op specifieke periodieke locaties in de diffractiepatronen correleren met de vorming van microdomeinen van naaldvormige clusters van zuivere Ni–atomen. Kwantitatieve vergelijking tussen stalen met en zonder een DSC cyclus toonde dat meer DSC–cycli leiden tot een versterking van de diffuse intensiteit wat, naar verwachting, wordt veroorzaakt door langere Ni–clusters en een verhoogde ordening.

Een nieuwe methode om een conventionele twin-jet elektropolijstmachine te gebruiken voor dunne draden werd geïntroduceerd.

In het tweede deel van dit werk werden in–situ TEM–trektesten op zowel afzonderlijke nanoschaal monokristallen als polykristallijne Ni–Ti–stalen onderzocht. De vorming van stress geïnduceerde martensiet werd waargenomen en spanning-rekdiagrammen die werden uitgezet op basis van de verkregen mechanische gegevens. Een toename van de hoogte van het spanningsplateau werd waargenomen bij afname van de monsterdikte, onafhankelijk van de korrelgrootte, aangezien deze gemiddeld groter is dan de dikte van het staal. Martensitische transformatie begint bij randen van de monokristallijne stalen en bij de randen en korrelgrenzen voor polykristallijne stalen. Wanneer een martensietplaat een korrelgrens in een polykristallijne staal nadert, veroorzaakt dit de transformatie in de naburige korrel aan de andere kant van de korrelgrens. Na het vrijgeven van de spanning en afhankelijk van de totaal geïnduceerde spanning, blijft er wat martensiet in het staal achter, wat wijst op het bestaan van geïnduceerde plasticiteit in het martensiet bij grote spanningen. In-situ TEM–observatie van de vorming en verspreiding van een Lüders–achtige band werd voor het eerst gerapporteerd.

Datum:13 apr 2017 →  10 feb 2020
Trefwoorden:Ni–Ti, Thermal cycling, In–situ TEM straining
Disciplines:Metallurgie
Project type:PhD project