Optimierung der funktionellen Stabilität vielkristalliner NiTi-Legierungen durch gezielte Einstellung von Ni4Ti3 Ausscheidungsvarianten
Final Report Abstract
Im Fokus des Projektes stand die Untersuchung der Auswirkung von gezielt eingestellten Ausscheidungsvarianten auf das zyklische pseudoelastische Phasenumwandlungsverhalten in vielkristallinen Ni-Ti-Formgedächtnislegierungen. Hierzu wurden die Proben während der Wärmebehandlung mit einer definierten mechanischen Spannung beaufschlagt, um das Wachstum bestimmter Ausscheidungsvarianten zu fördern. Vorarbeiten hatten den positiven Einfluss dieser gerichteten Ausscheidungsteilchen in einkristallinen Ni-Ti-Legierungen aufzeigen können. Aufbauend auf den Vorarbeiten an den einkristallinen Subtraten sollten die thermomechanischen Prozesse auf stark texturiertes, vielkristallines Probenmaterial übertragen werden, um bei diesen das Degradationsverhalten günstig zu beeinflussen. Die Ergebnisse dieses Projektes zeigen eindeutig, dass bei kommerziell verfügbaren Ni-Ti-Legierungen die durch die Herstellung bedingten Versetzungsanordnungen den Effekt der äußeren Spannung auf die Ausscheidungsbildung deutlich überkompensieren. Da die bei der Verarbeitung der Legierung gezielt eingebrachten Versetzungsanordnungen für das mechanische Verhalten dieser Legierungen jedoch notwendig sind, muss das spannungsüberlagerte Auslagern zur Einbringung von nur einer Familie an Ausscheidungsteilchen in kommerziell verfügbaren Ni-Ti-Legierungen als nicht zielführend eingestuft werden. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass der positive Effekt der gezielt eingestellten Ausscheidungen in anderen FGL genutzt werden kann, sofern es sich um versetzungsarme Systeme handelt. Das Anwendungspotenzial ist daher nicht bei Ni-Ti-FGL, sondern z.B. bei ferromagnetischen FGL zu sehen.
Publications
- Dependence of functional degradation on crystallographic orientation in NiTi shape memory alloys under stress. Journal of alloys and compounds 577 (2013), 291-221
S.C. Weighardt, H.J. Maier, Y.I. Chumlyakov
- Two-way shape memory effect in ferromagnetic Co35Ni35Al30 single crystals aged under stress. Scripta Materialia 90-91 (2014), 10-13
E. Panchenko, Y. Chumlyakov, A. Eftifeeva, H.J. Maier
(See online at https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2014.06.034)
