Βελτίωση της επίδρασης της μνήμης σχήματος ενός κράματος Fe-Mn-Si-Cr-Ni μέσω του κοψίματος

Περίληψη:

Για να βελτιωθεί το εφέ μνήμης σχήματος, το διαλυμένο κράμα Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni επεξεργάστηκε και στη συνέχεια ανόπτησε. Το συστατικό φάσης εξετάστηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο περίθλασης ακτίνων Χ.

Το φαινόμενο μνήμης αναφέρεται στο γεγονός ότι στη διαδικασία της μάθησης και της απομνημόνευσης, μετά από επαναλαμβανόμενες επαναλήψεις και εμπέδωση, η μνήμη που σχηματίζεται μπορεί να αποθηκευτεί στον εγκέφαλο πιο σταθερά και βαθιά. Η μνήμη αναφέρεται στη δύναμη της μνήμης των ανθρώπων, δηλαδή στην ικανότητα των ανθρώπων στη μνήμη και στο εύρος και την ποιότητα του περιεχομένου που μπορεί να θυμηθεί.

Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ του φαινομένου της μνήμης και της μνήμης. Το φαινόμενο μνήμης θα έχει θετικό αντίκτυπο στη βελτίωση της μνήμης των ανθρώπων.

Πρώτον, μέσω της επαναλαμβανόμενης μάθησης και μνήμης, οι άνθρωποι μπορούν να κατανοήσουν καλύτερα και να κυριαρχήσουν στη γνώση και να χρησιμοποιήσουν αυτή τη γνώση οποτεδήποτε και οπουδήποτε στην καθημερινή ζωή, ενισχύοντας έτσι τη μνήμη.

Δεύτερον, με σύγχρονα επιστημονικά και τεχνολογικά μέσα, όπως κάρτες flash, λογισμικό αναθεώρησης κ.λπ., η συνεχής επανάληψη της μνήμης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά το φαινόμενο της μνήμης, βελτιώνοντας έτσι αποτελεσματικότερα τη μνήμη των ανθρώπων.

Επιπλέον, υπάρχουν πολλές μέθοδοι και τεχνικές που βοηθούν τους ανθρώπους να βελτιώσουν το φαινόμενο της μνήμης, όπως η οργάνωση πληροφοριών, η δημιουργία συσχετισμών και συσχετισμών και η πραγματοποίηση πολλαπλών επαναλήψεων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η εφαρμογή αυτών των τεχνικών και μεθόδων μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει το φαινόμενο της μνήμης αλλά και να έχει θετικό αντίκτυπο στη βελτίωση της μνήμης.

Εν ολίγοις, το εφέ μνήμης και η μνήμη συνδέονται στενά. Μέσω της συνεχούς μάθησης και μνήμης, η μνήμη μας μπορεί να αποθηκευτεί πιο βαθιά και σταθερά, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά τη μνήμη μας. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να χρησιμοποιούμε ενεργά διάφορα επιστημονικά και τεχνολογικά μέσα και τεχνικές για να βελτιώσουμε τα αποτελέσματα της μνήμης, να ενισχύουμε συνεχώς τη μνήμη μας και να προσαρμοστούμε καλύτερα στη σύγχρονη ζωή. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη μας. Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό με πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η επίδραση του Cistanche προέρχεται από τα διάφορα ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως ταννικό οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή γλυκοσίδες κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με πολλούς τρόπους.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη λειτουργία του εγκεφάλου

Η εξέλιξη της μικροδομής χαρακτηρίστηκε χρησιμοποιώντας ένα οπτικό μικροσκόπιο και τη μέθοδο ηλεκτρονικής διάθλασης οπισθοσκέδασης και το φαινόμενο μνήμης σχήματος αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας μια δοκιμή κάμψης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι 0-0-μαρτενσίτης και ε-μαρτενσίτης εισήχθησαν στο επιφανειακό στρώμα με βολή.

Ο 0-μαρτενσίτης παρέμεινε μετά την ανόπτηση ακόμη και στους 850 ◦C. Η μικροδομή του επιφανειακού στρώματος ραφιναρίστηκε μέσω ραβδόκολλας και επακόλουθης ανόπτησης. Σε σύγκριση με εκείνα του δείγματος που έχει διαλυθεί, η αναλογία ανάκτησης σχήματος και η τάση ανάκτησης των δοκιμίων που υφίστανται βολή και στη συνέχεια ανόπτονται βελτιώνονται σημαντικά σε διαφορετικούς περιορισμούς.

Λέξεις-κλειδιά: κράμα μνήμης σχήματος; Κράμα Fe-Mn-Si-Cr-Ni; πυροβολισμό peening? μικροδομή? μετασχηματισμός φάσης.

1. Εισαγωγή

Τα κράματα μνήμης σχήματος (SMAs) είναι ένας τύπος υλικού που μπορεί να αποκαταστήσει το αρχικό τους σχήμα μετά την παραμόρφωση. Τα κράματα NiTi είναι εξαιρετικά SMA. Μπορούν να ανακτήσουν μεγάλες καταπονήσεις 6-8% λόγω του φαινομένου μνήμης σχήματος και της υπερελαστικότητας [1,2].

Ωστόσο, παρουσιάζουν χαμηλή ικανότητα επεξεργασίας εν ψυχρώ και υψηλό κόστος, περιορίζοντας τις εφαρμογές τους σε μεγάλη κλίμακα [1,3]. Κατά συνέπεια, τα SMA που βασίζονται σε FeMn-Si έχουν προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον πρόσφατα λόγω του εφέ μνήμης συγκρίσιμου σχήματος και του χαμηλού κόστους τους [3-8].

Το φαινόμενο μνήμης σχήματος των SMA που βασίζονται σε Fe-Mn-Si προκύπτει από έναν μετασχηματισμό φάσης ωστενίτη σε ε-μαρτενσίτη που προκαλείται από τάσεις και τον αντίστροφο μετασχηματισμό του σε επακόλουθη θέρμανση πάνω από τη θερμοκρασία Af. Η διατμητική μετατόπιση προκαλεί τον μαρτενσιτικό μετασχηματισμό, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μερικών εξαρθρώσεων Shockley και σφαλμάτων στοίβαξης σε (111) κλειστά ατομικά επίπεδα.

Υπάρχουν 12 συστήματα διάτμησης που αποτελούνται από τέσσερα (111) επίπεδα και τρία<112>οδηγίες. Επομένως, 12 παραλλαγές του ε-μαρτενσίτη μπορούν να σχηματιστούν όταν φορτωθεί ο -ωστενίτης. Μόνο μία παραλλαγή ε-μαρτενσίτη εισήχθη σε μονοκρυσταλλικά κράματα Fe-Mn-Si χρησιμοποιώντας τάση εφελκυσμού που εφαρμόζεται κατά μήκος του<414>κατεύθυνση, αποδίδοντας ένα μεγάλο στέλεχος ανάκτησης 9% [9].

Συνέβησαν συγκρούσεις μεταξύ των διαφορετικών παραλλαγών καθώς αυξήθηκε ο αριθμός των παραλλαγών και παρήχθη 0-μαρτενσίτης, μειώνοντας την ανάκτηση σχήματος [10-12]. Θα πρέπει να καταβληθούν προσπάθειες για την προώθηση του μαρτενσιτικού μετασχηματισμού σε πλαστική παραμόρφωση και η κρυσταλλογραφική αναστρεψιμότητα του αντίστροφου μετασχηματισμού για να επιτευχθεί ένα φαινόμενο μνήμης υψηλού σχήματος [13].

Για τα πολυκρυσταλλικά SMA που βασίζονται σε Fe-Mn-Si, ένα καλό αποτέλεσμα μνήμης σχήματος είναι πιο πιθανό εάν το κράμα έχει χαμηλή ενέργεια σφάλματος στοίβαξης, υψηλή αντοχή της μητρικής φάσης, θερμοκρασία Msnear Néel TN και ιδανική αναλογία c/a (1,633 ) της φάσης ε [14].

Ο σχεδιασμός της χημικής σύνθεσης μπορεί να επηρεάσει το φαινόμενο της μνήμης σχήματος επηρεάζοντας τη μηχανική ιδιότητα του μητρικού πίνακα, τη σταθερότητα φάσης, τις παραμέτρους του πλέγματος, την ενέργεια στοίβαξης-σφάλματος, το Ms και το TN [13]. Τα συστατικά Mn και Si είναι τα απαραίτητα στοιχεία σε SMA που βασίζονται σε Fe-Mn-Si. Το Mn μπορεί να σκληρύνει τον -ωστενίτη και να αυξήσει την αναστρεψιμότητα του ε-μαρτενσίτη αναστέλλοντας τον σχηματισμό 0-μαρτενσίτη [15].

Το Si ενισχύει την αντιστρεψιμότητα μειώνοντας την αλλαγή όγκου μετασχηματισμού και την ατομική αναντιστοιχία της διεπαφής [16]. Η προσθήκη Cr και Ni θα μπορούσε να αυξήσει την αντίσταση στη διάβρωση και να βελτιώσει το φαινόμενο της μνήμης σχήματος αυξάνοντας την αναλογία c/a [17]. Εκτός από το σχεδιασμό του κράματος, διαφορετικές τεχνολογίες επεξεργασίας έχουν χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση του φαινομένου της μνήμης σχήματος βελτιστοποιώντας τη μικροδομή [1] .

Έχει επισημανθεί ότι η δεύτερη φάση καθιζάνει σε Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni SMA μπορεί να παραχθεί μέσω συμβατικής έλασης, ασύμμετρης έλασης και γωνιακών ίσων καναλιών (ECAP) πίεση ακολουθούμενη από ανόπτηση [7].

Οι εξαιρετικά λεπτοί ή λεπτοί κόκκοι προκλήθηκαν σε SMA που βασίζονται σε Fe-Mn-Si μέσω κύλισης διαφορικής ταχύτητας υψηλής αναλογίας [18], ECAP [19] και στρέψης υψηλής πίεσης υψηλής ταχύτητας [20], και το αποτέλεσμα μνήμης σχήματός τους βελτιώθηκε σημαντικά. Το shot peening είναι μια καθολική διαδικασία τροποποίησης επιφάνειας που χρησιμοποιείται για πολλούς μηχανολογικούς εξοπλισμούς και εξαρτήματα, που μπορούν να βελτιώσουν τη μικροδομή, να ενισχύσουν το υλικό και να εισάγουν υπολειπόμενη τάση. Η σοβαρή πλαστική παραμόρφωση συμβαίνει στο επιφανειακό στρώμα και σταδιακά μειώνεται με το βάθος για το υλικό που υπόκειται σε βολή [21].

Ως εκ τούτου, μπορεί να αναμένεται σημαντική διακύμανση της μικροδομής στο επιφανειακό στρώμα των SMA με βολή. Σε αυτή τη μελέτη, ένα κράμα Fe-Mn-Si-Cr-Ni σκοτώθηκε με πυροβολισμό και στη συνέχεια ανοπτήθηκε.

Διερευνήθηκαν η σύσταση της φάσης και η μικροδομική εξέλιξη. Το φαινόμενο της μνήμης σχήματος αξιολογήθηκε με τη χρήση μιας δοκιμής κάμψης και συζητήθηκε η επίδραση του ραβδίσματος στο φαινόμενο της μνήμης σχήματος.

2. Πειραματικές λεπτομέρειες

Το κράμα Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni παρήχθη μέσω μιας διαδικασίας που αποτελείται από τήξη υπό κενό, χύτευση, σφυρηλάτηση και εν θερμώ έλαση. Η χημική σύνθεση του κράματος αναλύθηκε χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο (Perkin Elmer Optima 8300, Waltham, MA, USA) και τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πίνακα 1.

Μετά την επεξεργασία του διαλύματος, το κράμα Fe{{0}}Mn-6Si-9Cr-6Ni εκτοξεύτηκε. Το μοτίβο XRD του ξεκοιλιασμένου επιφανειακού στρώματος φαίνεται στο Σχήμα 3. Η κορυφή περίθλασης του(110) 0 επικαλύπτεται με αυτό του (0002)ε στο 2θ=44 .7674◦ και (211) 0 επικαλύπτεται με (1013) ¯ε at2θ=82.6083◦, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3α. Η παρουσία ε-μαρτενσίτη και 0-μαρτενσίτη δεν μπορεί να συναχθεί από αυτές τις δύο κορυφές. Ωστόσο, σημαντικές κορυφές περίθλασης των (200) 0 και (220) 0 μπορούν να παρατηρηθούν στις 65,0844◦ και 99,3183◦, αντίστοιχα.

Μια ασθενής κορυφή (101¯1)ε είναι παρούσα στα 46,8263◦. Ως εκ τούτου, μπορεί να επιβεβαιωθεί ότι το επιφανειακό στρώμα του κράματος shot-peenedFe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni αποτελείται από 0-μαρτενσίτη και ε - μαρτενσίτης.

Αυτό το πειραματικό αποτέλεσμα είναι απροσδόκητο επειδή το Mn μπορεί να αποτρέψει τον σχηματισμό 0-μαρτενσίτη [15], ο οποίος συνήθως εισάγεται στα κράματα Fe-Mn-Si με <20 wt% περιεκτικότητα σε Mn, όπως Fe-14Mn{ {6}}Si8Cr-4Ni [25], Fe–14Mn–5Si–9Cr–5Ni [26,27] και Fe-18Mn-5.5Si-9 .5Cr-Ni [12].

Μετά το εμβόλιο, τα δείγματα ανόπτησαν στους 650 ◦ C, 750 ◦ C και 850 ◦ C για 30 λεπτά. Ο -ωστενίτης, ο ε-μαρτενσίτης και 0-μαρτενσίτης μπορούν να αναγνωριστούν για το δείγμα που ανόπτεται στους 650 ◦C από το μοτίβο XRD που φαίνεται στο Σχήμα 3β, υποδεικνύοντας ότι έλαβε χώρα ουσιαστικός αντίστροφος μαρτενσιτικός μετασχηματισμός κατά τη διάρκεια της ανόπτησης στους 650 ◦C για την βολή- κοψιασμένο δείγμα.

Ωστόσο, οι κορυφές περίθλασης του -ωστενίτη δεν μπορούν να παρατηρηθούν καθώς η θερμοκρασία ανόπτησης αυξάνεται στους 750 ◦C. Οι κορυφές ε-μαρτενσίτη γίνονται επίσης αδύναμες. Σε σύγκριση με τις κορυφές περίθλασης (200) 0 και (220) 0 που φαίνονται στο Σχήμα 3a,b, η ένταση των δύο κορυφών αυξήθηκε και το πλήρες πλάτος τους στο μισό μέγιστο μειώθηκε καθώς η θερμοκρασία ανόπτησης αυξήθηκε στους 750 ◦C.

Όταν η θερμοκρασία ανόπτησης αυξήθηκε στους 850 ◦C, η κορυφή περίθλασης (101¯1)ε σχεδόν εξαφανίστηκε και οι εντάσεις κορυφής (200) 0 και (220) 0 αυξήθηκαν κατά 24,4% και 17,2%, αντίστοιχα, σε σύγκριση με αυτά του δείγματος που ανόπτησε στους 750 ◦C.

Αυτό συνεπάγεται ότι το κλάσμα όγκου του 0-μαρτενσίτη στο επιφανειακό στρώμα με βολή αυξήθηκε όταν η θερμοκρασία ανόπτησης αυξήθηκε από 650 ◦C σε 850 ◦C.

3.2. Μικροδομική Εξέλιξη

Το σχήμα 4 δείχνει τις εικόνες EBSD του διαλύματος δείγματος, το οποίο δείχνει ότι η μικροδομή είναι καλή. Το μέσο μέγεθος κόκκου εκτιμάται ότι είναι περίπου 9 μmby αναλύοντας το Σχήμα 4α. Έχει επισημανθεί ότι τα δίδυμα παρατηρούνται συνήθως σε -ωστενίτη SMA με βάση Fe-Mn-Si μετά από θερμομηχανική επεξεργασία [3,8].

Σε αυτή τη μελέτη, μια υψηλή πυκνότητα διδύμου ορίου μπορεί να βρεθεί στο διαλυμένο κράμα Fe-24Mn-6Si-9Cr6Ni (Εικόνα 4β). Έρευνες έχουν δείξει ότι τα δίδυμα όρια είναι επιβλαβή για το φαινόμενο μνήμης σχήματος των SMA που βασίζονται σε Fe-Mn-Si λόγω των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του διδύμου ορίου και του ε-μαρτενσίτη [3,8].

Ως τεχνολογία επεξεργασίας επιφανειακής σοβαρής πλαστικής παραμόρφωσης, το shot peening μπορεί να εισαγάγει υψηλή πυκνότητα εξάρθρωσης και αποθηκευμένη ενέργεια στο επιφανειακό στρώμα των υλικών-στόχων. Μια σημαντική μικροδομική εξέλιξη του επιφανειακού στρώματος μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια της επακόλουθης τήξης σε υψηλές θερμοκρασίες. Για το ανόπτητο Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni κράμα 650 ◦C σε αυτή τη μελέτη, το Σχήμα 5α δείχνει ότι η μορφολογία του επιφανειακού στρώματος δείχνει μια αξιοσημείωτη διαφορά από τη μήτρα, η οποία μπορεί να αποδοθεί στην εμφάνιση ανάστροφου μαρτενσιτικού μετασχηματισμού, ανάκτησης και ανακρυστάλλωσης στο επιφανειακό στρώμα κατά τη διάρκεια της ανόπτησης. Αυτό υποδηλώνει τελειοποίηση της μικροδομής που προκύπτει από το ξεφλούδισμα και την επακόλουθη ανόπτηση.

Καθώς η θερμοκρασία ανόπτησης αυξήθηκε, η ποσότητα ανακρυστάλλωσης του επιφανειακού στρώματος αυξήθηκε (Εικόνα 5a,c). Μικρού μεγέθους ανακρυσταλλωμένοι κόκκοι μπορούν να εμφανιστούν στο επιφανειακό στρώμα του δείγματος που ανόπτεται στους 850 ◦C. Εικόνες EBSD του επιφανειακού στρώματος του δείγματος που ανόπτησε στους 850 ◦C φαίνονται στο Σχήμα 6a,b. Λόγω της διαφορετικής συμπεριφοράς ανακρυστάλλωσης, οι κόκκοι των στρωμάτων A, B, C και D γίνονται σταδιακά μεγαλύτεροι όσο αυξάνεται το βάθος από την επιφάνεια που έχει κολλήσει.

Το μέσο μέγεθος κόκκου του επάνω επιφανειακού στρώματος Α με βάθος περίπου 30 μm είναι περίπου 1,7 μm, το οποίο είναι πολύ μικρότερο από αυτό του δείγματος που έχει διαλυθεί. Το μέσο μέγεθος κόκκου του στρώματος Β αυξήθηκε σε περίπου 2,7 μm.

Υπάρχουν αρκετοί κόκκοι με μεγάλα μεγέθη στα στρώματα C και D, αλλά το μέσο μέγεθος κόκκου παραμένει μικρό. Η διακύμανση των μέσων μεγεθών κόκκων στα τέσσερα στρώματα απεικονίζεται στο Σχήμα 6γ, δείχνοντας μια σημαντική σταδιακή κατανομή.

Εν τω μεταξύ, πολλά δίδυμα όρια μπορούν να βρεθούν στο δείγμα που τρυπήθηκε και στη συνέχεια ανοπτήθηκε στους 850 ◦C (Εικόνα 6α).

Ο αντίστοιχος χάρτης των ∑3 δίδυμων ορίων φαίνεται στο Σχήμα 6β, δείχνοντας ότι η πυκνότητα των διδύμων ορίων είναι σημαντικά υψηλή στο επιφανειακό στρώμα και μειώνεται σταδιακά με το βάθος. Η πυκνότητα των δίδυμων ορίων στη μήτρα είναι συγκρίσιμη με αυτή του δείγματος που έχει διαλυθεί που φαίνεται στο Σχήμα 4β.

3.3. Ιδιοκτησία

Το Σχήμα 7 δείχνει την αναλογία ανάκτησης σχήματος και την παραμόρφωση ανάκτησης του διαλύματος δείγματος. Η αναλογία ανάκτησης σχήματος μειώθηκε από 83,1% σε 35,2% όταν η συγκράτηση αυξήθηκε από 2% σε 8% και η αντίστοιχη τάση ανάκτησης αυξήθηκε από 0},67% σε 1,97%.

Το εφέ μνήμης σχήματος μετά την ανόπτηση βολής και την επακόλουθη ανόπτηση σε διαφορετικές θερμοκρασίες φαίνεται στο Σχήμα 8. Η αναλογία ανάκτησης σχήματος φαίνεται να είναι 78,5% σε 4% προκαταρκτική παραμόρφωση για το δείγμα που ανόπτεται στους 850 ◦C και μπορεί να αυξηθεί στους 92,5 % με θερμοκρασία ανόπτησης a650 ◦C.

Αυτές οι αναλογίες ανάκτησης σχήματος είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές του δείγματος που διαλύθηκε σε 4% προ-ένταση. Οι αναλογίες ανάκτησης σχήματος μειώθηκαν με την αύξηση του περιορισμού εκτός από το 10% προ-ένταση για τα δείγματα που ανόπτησαν στους 750 ◦C και 850 ◦C.

Το Σχήμα 8β δείχνει τη διακύμανση της τάσης ανάκτησης σχήματος με συγκράτηση. Φαίνεται ότι η επίδραση της θερμοκρασίας ανόπτησης στην τάση ανάκτησης δεν είναι σημαντική, αν και η θερμοκρασία ανόπτησης στους 650 ◦C δείχνει ελαφρώς καλύτερο αποτέλεσμα.

Τα στελέχη ανάκτησης μπορούν να αυξηθούν από περίπου 1,5% σε 3,8% καθώς ο περιορισμός αυξάνεται από 4% σε 10%, το οποίο είναι υψηλότερο από αυτό του δείγματος που διαλύθηκε στον ίδιο περιορισμό.

Σε σύγκριση με το δείγμα που διαλύθηκε, η αναλογία ανάκτησης σχήματος και το στέλεχος ανάκτησης εμφάνισαν αύξηση 61% και 24% αντίστοιχα, σε 4% προκαταπόνηση για το δείγμα που είχε κοπεί και στη συνέχεια ανόπτησε στους 650 ◦C.

Οι αυξήσεις αυτές έφθασαν στο 67% και 44%, αντίστοιχα, όταν ο περιορισμός αυξήθηκε στο 8%. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δείχνουν ότι η διαδικασία της διογκώσεως και της επακόλουθης ανόπτησης βελτιώνει σημαντικά το αποτέλεσμα μνήμης σχήματος του κράματος Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni. Σοβαρή πλαστική παραμόρφωση σημειώθηκε στην επιφανειακή στρώση όταν τα κράματα υποβλήθηκαν σε διάτρηση. Ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός που προκαλείται από το στρες, η αδελφοποίηση και η ολίσθηση εξάρθρωσης συνέβαλαν στην πλαστική παραμόρφωση.

Επομένως, ο αντίστροφος μαρτενσιτικός μετασχηματισμός, η ανάκτηση, η ανακρυστάλλωση, ακόμη και η δευτερογενής ανακρυστάλλωση θα μπορούσαν να συμβούν κατά τη διάρκεια της ανόπτησης. Σε αυτή τη διαδικασία, μπορεί να σχηματιστεί μια λεπτή μικροδομή στο επιφανειακό στρώμα, όπως φαίνεται στα Σχήματα 5 και 6α.

Έχει παρατηρηθεί ότι η βελτίωση των κόκκων μπορεί να βελτιώσει το φαινόμενο της μνήμης σχήματος επειδή τα όρια των κόκκων μπορούν να ενισχύσουν τη μητρική φάση και να εμποδίσουν την ανάπτυξη του μαρτενσίτη σε διαφορετικούς προσανατολισμούς [28]. Επιπλέον, ο 0-μαρτενσίτης εισήχθη κατά τη διάρκεια της βολής και παρέμεινε μετά την ανόπτηση σε αυτή τη μελέτη. Η παρουσία 0-μαρτενσίτη θεωρείται ότι μειώνει τη μόνιμη ολίσθηση κατά την προένταση λόγω της υψηλότερης αντοχής διαρροής του σε σύγκριση με αυτή του -ωστενίτη. Έτσι, μπορεί να επιτευχθεί υψηλότερος βαθμός ανάκτησης σχήματος [27].

Επιπλέον, η έρευνα έχει δείξει ότι ο 0-μαρτενσίτης που εισήχθη με τη χρήση θερμομηχανικής επεξεργασίας μπορεί να αποτρέψει συγκρούσεις μεταξύ διαφορετικών ζωνών ε-μαρτενσίτη και να κάνει τις ζώνες να σχηματίζονται με τρόπο συγκεκριμένο για τον τομέα κατά τη διάρκεια της παραμόρφωσης, ωφελώντας το φαινόμενο της μνήμης σχήματος [25]. Αυτή η μελέτη χρησιμοποίησε σκλήρυνση και επακόλουθη ανόπτηση για την επεξεργασία του κράματος Fe-24Mn-6Si9Cr-6Ni.

Η βελτίωση της μικροδομής και ο 0-μαρτενσίτης παρατηρούνται στα δείγματα μετά το ξεκάρφωμα και την επακόλουθη ανόπτηση. Η αναλογία ανάκτησης σχήματος και το στέλεχος ανάκτησης βελτιώνονται σημαντικά σε σύγκριση με εκείνα του δείγματος που διαλύθηκε.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το shot peening είναι μια πιθανή τεχνολογία για τη βελτίωση του αποτελέσματος μνήμης σχήματος των κραμάτων Fe-Mn-Si-Cr-Ni. Ωστόσο, ο λεπτομερής μηχανισμός της εξέλιξης της μικροδομής, του μετασχηματισμού φάσης και της βελτίωσης του φαινομένου της μνήμης σχήματος παραμένει ασαφής, που απαιτεί περαιτέρω έρευνα.

4. Συμπεράσματα

(1) Ο 0-μαρτενσίτης εισήχθη στο κράμα Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης και παρέμεινε μετά την ανόπτηση. Η ποσότητα 0-μαρτενσίτη του επιφανειακού στρώματος αυξήθηκε όταν η θερμοκρασία ανόπτησης αυξήθηκε από 650 ◦C σε 850 ◦C.

(2) Η μικροδομή του επιφανειακού στρώματος ραφιναρίστηκε μετά από διάτρηση και επακόλουθη όπτηση. Η ποσότητα ανακρυστάλλωσης του επιφανειακού στρώματος αυξήθηκε με τη θερμοκρασία ανόπτησης.

(3) Σε σύγκριση με εκείνα του δείγματος που διαλύθηκε, η αναλογία ανάκτησης σχήματος και η τάση ανάκτησης είναι σημαντικά αυξημένα για το κράμα Fe-24Mn-6Si-9Cr-6Ni μετά το ρίψιμο και επακόλουθη ανόπτηση.

Συνεισφορές συγγραφέα: Conceptualization, HY and YW; μεθοδολογία, HY και YW; φορμαλανάλυση, HY, WY και YW. έρευνα, WY, XD και MZ. πόροι, HY; προετοιμασία γραφής-πρωτότυπου σχεδίου, HY; συγγραφή-κριτική και επιμέλεια, HY και YW? εποπτεία, HY; διαχείριση έργου, HY; εξαγορά χρηματοδότησης, HY Όλοι οι συγγραφείς έχουν διαβάσει και έχουν συμφωνήσει με τη δημοσιευμένη έκδοση του χειρογράφου.

Χρηματοδότηση: Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας της επαρχίας Shaanxi της Κίνας, με αριθμό έργου 2020JQ-676 και από το Shaanxi Key Laboratory of Nano Materials and Technology.

Δήλωση του Συμβουλίου Θεσμικής Αναθεώρησης: Δεν ισχύει.

Δήλωση συγκατάθεσης μετά από ενημέρωση: Δεν ισχύει.

Δήλωση διαθεσιμότητας δεδομένων: Δεν ισχύει.

Σύγκρουση συμφερόντων: Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχει σύγκρουση συμφερόντων.

Αναφορές

1. Peng, Η.; Chen, J.; Wang, Υ.; Wen, Y. Βασικοί παράγοντες που επιτυγχάνουν μεγάλα στελέχη ανάκτησης σε πολυκρυσταλλικά κράματα μνήμης σχήματος με βάση Fe-Mn-Si: Μια ανασκόπηση. Adv. Eng. Μητήρ. 2018, 20, 1700741. [CrossRef]

2. Jani, JM; Leary, Μ.; Subic, Α.; Gibson, MA Μια ανασκόπηση της έρευνας, των εφαρμογών και των ευκαιριών για το κράμα μνήμης σχήματος. Mater.Des. 2014, 56, 1078–1113. [CrossRef]

3. Wen, YH; Peng, ΗΒ; Raabe, D.; Gutierrez-Urrutia, Ι.; Chen, J.; Du, YY Μεγάλο στέλεχος ανάκτησης σε μνήμες χάλυβες σχήματος με βάση Fe-Mn-Si που ελήφθη με μηχανική ανόπτηση δίδυμων ορίων. Nat. Commun. 2014, 5, 4964. [CrossRef] [PubMed]

4. Li, JC; Zhang, Ζ.; Jiang, Q. Ιδιότητες και εφαρμογή του κράματος μνήμης σχήματος Fe-6Si-14Mn-9Cr-5Ni. Μητήρ. Sci. Τεχνολ. 2001, 17.292–295. [CrossRef]

5. Kırındı, T.; Sarı, U.; Dikici, Μ. Οι επιδράσεις της προκαταπόνησης, της θερμοκρασίας ανάκτησης και της παραμόρφωσης κάμψης στο αποτέλεσμα της μνήμης σχήματος σε ένα κράμα Fe-Mn-Si-Cr-Ni. J. Alloys Compd. 2009, 475, 145–150. [CrossRef]

6. Druker, Α.; La Roca, Ρ.; Vermaut, Ρ.; Ochin, Ρ.; Malarría, J. Ιδιότητες μικροδομής και μνήμης σχήματος του Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Nimelt-spun κορδέλες. Μητήρ. Sci. Eng. A 2012, 556, 936–945. [CrossRef]

7. Fuster, V.; Druker, AV; Baruj, Α.; Malarría, J.; Bolmaro, R. Χαρακτηρισμός φάσεων σε ένα κράμα μνήμης σχήματος Fe-Mn-Si-Cr-Ni επεξεργασμένο με διαφορετικές θερμομηχανικές μεθόδους. Μητήρ. Χαρακτήρας. 2015, 109, 128–137. [CrossRef]

8. Peng, Η.; Yong, L.; Wang, S.; Wen, Y. Ρόλος της ανόπτησης στη βελτίωση του αποτελέσματος μνήμης σχήματος των κραμάτων μνήμης σχήματος Fe-Mn-Si-Cr-Ni. Μεταλλικό. Μητήρ. Μεταφρ. A 2019, 50, 3070–3079. [CrossRef]

9. Sato, Α.; Chishima, Ε.; Soma, Κ.; Mori, T. Φαινόμενο μνήμης σχήματος στον μετασχηματισμό ε σε μονοκρυστάλλους Fe-30Mn-1Si. ActaMetall. 1982, 30, 1177–1183. [CrossRef]

10. Sato, Α.; Chishima, Ε.; Yamaji, Υ.; Mori, T. Εξαρτήσεις προσανατολισμού και σύνθεσης του φαινομένου μνήμης σχήματος σε κράματα Fe-Mn-Si. Acta Metall. 1984, 32, 539-547. [CrossRef]

11. Yang, JH; Chen, Η.; Wayman, CM Ανάπτυξη κραμάτων μνήμης σχήματος που βασίζονται σε Fe που σχετίζονται με προσωποκεντρικούς κυβικούς-εξαγωνικούς μαρτενσιτικούς μετασχηματισμούς στενής συσκευασίας: Μέρος II. συμπεριφορά μετασχηματισμού. Μεταλλικό. Μεταφρ. A 1992, 23, 1439–1444.[CrossRef]

12. Wen, Υ.; Peng, Η.; Wang, C.; Yu, Q.; Li, N. Ένα νέο κράμα μνήμης σχήματος Fe-Mn-Si-Cr-Ni χυτού χωρίς προπόνηση που βασίζεται στον σχηματισμό μαρτενσίτη με έναν συγκεκριμένο τομέα. Adv. Eng. Μητήρ. 2011, 13, 48–56. [CrossRef]

13. Sawaguchi, Τ.; Maruyama, Τ.; Otsuka, Η.; Kushibe, Α.; Inoue, Υ.; Tsuzaki, K. Σχεδιαστική ιδέα και εφαρμογές κραμάτων με βάση Fe-Mn-Si–από τη μνήμη σχήματος έως τον έλεγχο σεισμικής απόκρισης. Μητήρ. Μεταφρ. 2016, 57, 283–293. [CrossRef]

14. Yang, JH; Wayman, CM Ανάπτυξη κραμάτων μνήμης σχήματος με βάση τον Fe που σχετίζονται με μαρτενσιτικούς μετασχηματισμούς με επίκεντρο κυβικό-εξαγωνικό κλειστό: Μέρος III. μικροδομές. Μεταλλικό. Μεταφρ. A 1992, 23, 1445–1454. [CrossRef]

15. Zhang, C.; Song, F.; Wang, S.; Peng, Η.; Wen, Y. Μηχανισμός επίδρασης περιεχομένων Mn στη μνήμη σχήματος κραμάτων Fe-Mn-Si-Cr-Ni. Acta Metall. Αμαρτία. 2015, 51, 201–208.

For more information:1950477648nn@gamil.com