بررسي تحولات ريز ساختاري در فرايند همگن سازي آلياژ حافظه دار Ni-50%at.Ti

Microstructural Evolution During Homogenization of Ni-50%at.Ti Shape Memory Alloy

در ميان آلياژ هاي حافظه دار ، آلياژ Ni-50at%Ti (نايتينول) به لحاظ برخورداري از خواص استثنايي از قبيل ميزان برگشت پذيري مناسب، امكان انتقال دماي تغيير حالت به محدوده دماي بدن و زيست سازگاري با شرايط بدن، كاربرد زيادي دارد. پايين بودن ضريب نفوذ تيتانيوم باعث مي شود كه ايجاد تركيب همگن از آلياژ حين انجماد امكان پذير نباشد. در اين تحقيق از كوره قوسي تحتخلا و روش ذوب مجدد براي ساخت آلياژ و مطالعه ناهمگني ساختاري استفاده شد. عمليات همگن سازي در دماي 1000 درجه سانتيگراد و زمان ها مختلف به منظور بررسي روند تغييرات ريز ساختار و دست يابي به خواص بهينه انجام شد. ساختار آلياژ با استفاده از ميكروسكوپ نوري و آزمايش پراش پرتو ايكس قبل و بعد از همگن سازي مورد بررسي قرار گرفت. دماهاي استحاله با استفاده از آزمايش DSC محاسبه و با نتايج آزمايش هاي قبل مقايسه شد. جمع بندي نتايج نشان داد، با استفاده از نرخ گرم كردن كمتر مي توان در زمان هي كمتري به ساختار همگن از آلياژ NiTi دست يافت.

NiTi is considered as a unique shape memory alloy which exhibits properties such as pseudoelasticity, shape memory effect and biocompatibility. Since titanium has low diffusion coefficient, it is almost impossible to achieve a homogeneous composition during the solidification of NiTi. In this study vacuum arc remelting technique was used to fabricate the alloy. Homogenization at 1000 ºC for different times was conducted in order to investigate the microstructural evolution and to determine the optimum homogenization time. Optical microscopy and X-Ray diffraction tests were used to observe the microstructure variation. Transformation temperatures were determined using the differential scanning calorimetry (DSC) test and the results were compared with references. Results showed that with applying lower heating rate, it is possible to achieve a homogeneous alloy for fewer homogenization times.