3 minute read
Istraživači sa Sveučilišta Shandong predlažu novi pristup oblikovanja legura za razvoj NiTiNb memorijskih legura
Studija, objavljena u časopisu International Journal of Extreme Manufacturing, predlaže novi pristup oblikovanja legura za razvoj razvoje memorijskih legura NiTiNb (SMA). Istraživači sa Sveučilišta Shandong, Jinan, Kina, predložili su apliciranje legure s laserskom zrakom (PBF-LB) na samom kraju te naknadnu toplinsku obradu.
Istraživanje želi riješiti probleme s kojima se suočavaju pri izradu struktura trokomponentne NiTiNb legure. In-situ legirana legura NiTiNb ima karakteristična transformacijska svojstva, primjerice široku histerezu i izvrsna mehanička/funkcionalna svojstva. Naknadna toplinska obrada se obično primjenjuje za poboljšanje mikrostrukturne homogenosti i poboljšanje mehaničkih svojstava aditivno izrađenih metalnih proizvoda. U ovom istraživanju su proizveli (NiTi)91Nb9 (at.%) s taljenjem praha laserskom zrakom primjenom prethodno predlegiranog praha NiTi in elementarnog Nb. Istraživali su utjecaj obrade otopinom na mikrostrukturu, ponašanje fazne transformacije i na mehanička te funkcionalna svojstva.
Memorijske legure (SMA) na osnovi NiTi su sve zanimljivije u biomedicinskoj, svemirskoj i automobilskoj industriji zbog svojeg jedinstvenog memorijsko učinka i superrealističnosti. Dodavanje trostrukih elemenata bi moglo potencijalno promijeniti transformacijske značajke binarnih legura NiTi i proširiti njihovu primjenu, posebice u nekim slučajevima koji nisu kompatibilni s binarnim NiTi legurama. Među ternarnim SMA na osnovi NiTi, legura NiTiNb ima široku toplinsku histerezu (> 130 K) i izvrsna mehanička svojstva, koja se često primjenjuju na područjima brtvljenja i spajanja. Pored toga, izvrsna biokompatibilnost i netoksičnost Nb također osigurava potencijal za biomedicinsku primjenu NiTiNb legura.
Sa selektivnim laserskim taljenjem u komori (SLM) možemo izraditi kompleksne NiTi proizvode. SLM bi mogao djelovati i kao metoda in-situ legiranja (ISA) kod primjene miješanih prahova, koja je bila primijenjena pri razvoju legura na osnovi Ti, Al i legura s visokom entropijom. U usporedbi s predlegiranim prahovima za SLM, ISA omogućuje prilagodljivi sastav i mikrostrukturni oblik te kraće rokove isporuke. Naknadna toplinska obrada je bila uvedena za poboljšanje ujednačenosti sastava i modulacije mikrostrukture te stabilizirano djelovanje aditivno izrađenih dijelova. Prethodne studije su pokazale, da bi se mehanička/funkcionalna svojstva binarnih NiTi legura, dobivenih s pomoću LPBF postupka, mogle poboljšati s modulacijom razdiobe sekundarnih faza (npr. Ni4Ti3, Ti2Ni) s naknadnom toplinskom obradom. Razlike u početnoj mikrostrukturi aditivno načinjenih legura dokazuju, da postojeći načini toplinske obrade za konvencionalno proizvedene legure nisu uvijek kompatibilni. Potrebno je razumjeti utjecaj naknadne toplinske obrade na NiTiNb legure proizvedene SLM postupkom, i utvrditi međusobnu povezanost između mikrostrukture, ponašanja PT i mehaničkih te funkcionalnih svojstava.
Ovo istraživanje je proučavalo učinak obrade s otopinom na mikrostrukturu, ponašanje PT i mehanička/funkcionalna svojstva legure (NiTi)91Nb9 (at.%), proizvedene SLM postupkom primjenom prethodno legiranog NiTi praha i elementarnog Nb. Za klasičnu leguru Ni47Ti44Nb9 za ISA je bio izbran visoki sadržaj Nb 9 at. %, kako bi se postigla usporediva toplinska histereza. Mehanička i funkcionalna svojstva legura (NiTi)91Nb9 su bila poboljšana toplinskom obradom. Kao rezultat, bile su dobivene legure NiTiNb s dobrim rasteznim svojstvima i širokom histerezom. Ta studija nudi uvid u razvoj SMA visokih performansi na osnovi NiTi s pomoću SLM ISA i naknadne toplinske obrade.
