Superelastic anisotropy and meso-scale interface regions in textured NiTi sheets

Abstract

NiTi şekil hafızalı alaşımların tipik üretim yöntemleri arasında, malzemede kristalografik tekstüre ve süperelastik anizotropik davranışa yol açan çekme ve haddeleme işlemleri bulunmaktadır. Bu nedenle, yöne bağlı malzeme özelliklerinin ve altta yatan mekanizmaların derinlemesine araştırılarak anlaşılması; farklı mekanik özellikler gerektiren uygulamalar için uygun malzeme tekstürü oluşturabilmek adına üretim prosesisin dizayn edilmesine yardımcı olacaktır. Süperelastik NiTi alaşımların, çekme yüklenmesi altında lokalize deformasyon sergilediği bilinmektedir. Gerilim kaynaklı indüklenmiş martenzitik faz dönüşümü (SIMT) esnasında, makroskobik deformasyon sadece, tamamıyla martenzitik ve tamamıyla östenitik bölgeler arasında oluşan mezoscale arayüzey bölgelerinde gerçekleşmektedir. Bu yüzden, lokalize deformasyonda bu geçiş bölgelerinin detaylı karakterizasyonu teknik açıdan kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışma kapsamında, kristalografik tekstürün ve numune geometrisinin polikristalin NiTi süperelastik sac levhaların mekanik davranışı ve lokal deformasyon karakteristiği üzerine etkisi sistematik bir şekilde analiz edilmiştir. Dijital görüntü korelasyonu (DIC) tekniği ile lokal yüzey gerinim alanları deformasyon sırasında ölçülerek, arayüzey geçiş bölgeleri detaylıca karakterize edilmiştir. Malzemenin mekanik davranışının belirgin şekilde yöne bağlı olduğu ve numune genişliği/kalınlığı oranının düşmesiyle oryantasyon/tekstür etkisinin azaldığı saptanmıştır. Ayrıca, farklı numune geometrileri ve oryantasyonlarında, lokalize deformasyonda oluşan martenzit/östenit arayüzeyinin numune yüklenme eksenine göre farklı açılarda oluştuğu ve faz dönüşümü süresince sürekli değiştiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, faz dönüşüm özellikleri, kristalografik tekstür, süperelastik anizotropi ve numune geometrisi arasındaki, NiTi malzemenin mühendislik uygulamaları açısından büyük öneme sahip etkileşime dair yeni anlayışlar kazandırmaktadır.