ساخت كامپوزيت هوشمند NiTi/Al و بررسي خواص مكانيكي آن

Fabrication of NiTi/Al Smart Composite and Evaluation of the Mechanical Properties

استفاده از آلياژهاي حافظه دار به عنوان فاز تقويت كننده در زمينه كامپوزيتي باعث بهبود استحكام خواهد شد. در اين پژوهش كامپوزيت هوشمند NiTi/Al توسط روش پرس گرم و تحت اتمسفر محافظ توليد شد و شرايط بهينه از نظر دما و فشار پرس مورد ارزيابي قرار گرفت. نمونه هاي كامپوزيتي با كسر حجمي و درصد كرنش اوليهي متفاوت تهيه شدند و رفتار آنها تحت تست كشش در دماهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. ريز ساختار فصل مشترك سيم هي حافظه دار NiTi و زمينه ي الومينيمي نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه پيوند مناسبي بين سيم هاي حافظه دار NiTi و زمينه وجود دارد. در اثر تغيير حالت مارتنزيت به آستنيت در سيم هاي حافظه دار، تنش فشاري موثري در زمينه ايجاد شد كه منجر به بهبود خواص مكانيكي كامپوزيت گرديد. همچنين نتايج نشان داد كه ميزان كرنش اوليه و كسر حجمي سيم هاي حافظه دار در بهبود خواص مكانيكي كامپوزيت NiTi/Al تاثير قابل توجهي دارند.

Application of the shape memory alloys as a fiber in the composite structures is a promising strengthening mechanism. In the present study NiTi/Al smart composite was fabricated by hot press under protected atmosphere. The process conditions with respect to temperature and pressure of the press were evaluated. Several composite samples with different volume fractions and pre-strains were provided and their microstructure and mechanical behaviors under tensile test at different temperatures were studied. Results showed that there was a perfect interface between the NiTi wires and Al matrix. The transformation from martensite to austenite phase in the NiTi wire caused considerable compressive stress in the matrix and led to improvement of mechanical behavior of the composite. The value of pre-strain and volume fraction of wires showed a significant effect on the mechanical properties of the composite.