Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ niskotemperaturowego procesu jarzeniowego azotowania i tlenoazotowania na mikrostrukturę i efekt pamięci kształtu stopów Ni-Ti

Lelątko J., Lekston Z., Freitag M., Wierzchoń T., Goryczka T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

256--259

PL

Stopy Ni-Ti wykazujące zjawisko pamięci kształtu i efekt nadsprężystości są stosowane na implanty oraz narzędzia medyczne. Pomimo dobrej biokompatybilności, szczególnie podczas średnio- i długotrwałego kontaktu z ludzką tkanką, istnieje niebezpieczeństwo wystąpienia niepożądanych skutków ubocznych. Dlatego w celu poprawy biokompatybilności powierzchnie implantów Ni-Ti są pasywowane. Poprawę właściwości wyrobów medycznych ze stopów Ni-Ti można również uzyskać przez pokrywanie ich powierzchni m.in. azotkami lub mieszaniną tlenków i azotków tytanu w procesie jarzeniowego azotowania i tlenoazotowania. Ponieważ wytworzenie warstwy wierzchniej tą metodą zachodzi w wysokiej temperaturze, istnieje możliwość wystąpienia zmian w mikrostrukturze stopów Ni-Ti mających wpływ na przebieg odwracalnej przemiany martenzytycznej odpowiedzialnej za zjawisko pamięci kształtu. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu jarzeniowego azotowania i tlenoazotowania na mikrostrukturę stopów Ni-Ti, kinetykę przemiany martenzytycznej, a także jednokierunkowy efekt pamięci kształtu i efekt nadsprężystości. Wykazano, że w trakcie procesu jarzeniowego prowadzonego w temperaturze powyżej 250°C w ciągu do 30 minut zachodzi proces wydzielania dyspersyjnych cząstek fazy Ni 4Ti3 mający pozytywny wpływ na zjawisko nadsprężystości. Równocześnie wytworzone przez cząstki pola naprężeń powodują zmianę charakteru przemiany martenzytycznej – jednostopniowa przemiana martenzytyczna przechodzi w przemianę dwustopniową z udziałem fazy R. Zmiany te nie wpływają jednak na wielkość jednokierunkowego efektu pamięci kształtu.

EN

Ni-Ti alloys with the shape memory effect and superelasticity effect are frequently used for implants and medical instruments. Apart from their good biocompatibility, the occurrence of side effects during medium and long term use still exist, which are related to contact with human tissue. In order to increase the corrosion resistivity of the Ni-Ti alloy, its surface is covered by layers of nitrides or a mixture of oxides and nitrides of titanium. Recently, the process of nitriding and oxynitriding has been carried out using the glow discharge technique. However, the deposition process needs to be conducted at an elevated temperature. An increase in processing temperature may cause changes in the microstructure of Ni-Ti alloys. It can have a negative effect on the reversible martensitic transformation, which is responsible for the shape memory phenomena The paper presents the results obtained from studies done on the influence of glow discharge nitriding and oxynitriding processes on the microstructure , kinetics of martensitic transformation, one-way shape memory effect and the superelasticity effect of Ni-Ti alloys. The results showed that during the glow discharge process carried out at a temperature above 250°C up to 30 minutes, the precipitation process of dispersive particles of the Ni 4Ti3 phase already starts and has a positive effect on the superelasticity phenomena. Moreover, the particles generated the stress field, which is a source of change in the martensitic transformation course: a single-stage martensitic transformation passes into a two-stage transformation with occurrence of the R-phase. These changes do not negatively affect the one-way shape memory effect.

2

The influence of repeated heating and cooling process on the transformation characteristics in Ni-Ti alloy

Kuś K.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2010

|

nr 13

203-211

EN

The transformation characteristics of a near-equiatomic polycrystalline Ni-Ti alloy in an annealed state (600°C/30 min/air-cooling) were determined by DSC measurements in order to investigate the effect of repeated heating and cooling process through the martensitic transformation region. It was observed that transformation profiles exhibited qualitative differences depending on the number of executed heating and cooling cycles. Due to the increasing number of thermal cycles, the forward transformation changed from a one-stage (B2→B19') to a two-stage (B2→R→B19') reaction while the reverse martensitic transformation showed the one-stage character (B19'→B2), independently of the number of achieved cycles. The other thermal properties were also found to change with thermal transformation cycles. Based on the calorimetric results and literature studied, it is thought that observed changes in transformation characteristics can be attributed to the modifications of the alloy microstructure. In this case the introduced defects which are accumulated during the thermal cycles play an important role.

PL

Metodą pomiarów DSC wyznaczano charakterystyki cieplne przemian fazowych w stopie polikrystlicznym Ni-Ti o składzie bliskim równoatomowemu, w stanie po wyżarzaniu (600°C/30 min/chłodzenie w powietrzu) w celu zbadania wpływu procesu wielokrotnego nagrzewania i chłodzenia w obszarze występowania przemiany martenzytycznej. Stwierdzono, że rejestrowane profile DSC przemian przejawiały jakościowe zmiany w zależności od liczby wykonanych cykli cieplnych. Wraz ze wzrostem liczby cykli przemiana z ang. "wprost" zmieniła się od jednostopniowej (B2→B19') do dwustopniowej (B2→R→B19'), podczas gdy przemiana odwrotna wykazywała sekwencję jednostopniową (B19'→B2), niezależnie od zrealizowanej liczby cykli. Poza tym ustalono, że inne właściwości cieplne również się zmieniają. Na podstawie uzyskanych wyników kalorymetrycznych oraz przeglądu literatury można sądzić, że obserwowane zmiany w charakterystykach cieplnych mogą być spowodowane modyfikacją mikrostruktury stopu. W tym przypadku defekty oraz ich nagromadzenie się wskutek wielokrotnego nagrzewania i chłodzenia odgrywają główną rolę.

3

Wybrane charakterystyki funkcjonalne stopu ni-ti z pamięcią kształtu w warunkach obciążeń termomechanicznych

Kuś K.

Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych

|

2007

|

nr 22

231-243

PL

Niniejszy artykuł dotyczy badania wybranych charakterystyk funkcjonalnych (głównie zmian odkształceń odzyskiwanych i trwałych) w stopie Ni-Ti w trakcie cyklicznego obciążania termomechanicznego. Efekt pamięci kształtu (SME) był oceniany na zestawie pomiarowym, w którym deformacja materiału odbywała się przez zginanie. SME był indukowany wskutek obciążeń termomechanicznych o różnych profilach. Wstępne wyżarzanie w różnych warunkach umożliwiło uzyskanie określonych temperatur krytycznych przemian fazowych w badanym stopie. Przemiany fazowe oceniano za pomocą różnicowej analizy kalorymetrycznej (DSC). Z kolei identyfikację fazową po obróbce wyżarzania przeprowadzono przy użyciu metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD). Ustalono, że na zmiany badanych odkształceń mają wpływ różne stosowane profile obciążeń termomechanicznych, zwłaszcza realizacja odzysku kształtu w polu naprężeń. Nie bez znaczenia są także zachodzące zmiany w mikrostrukturze materiału poddanego obciążeniom cyklicznym.

EN

This paper deals with the testing work to examine some selected shape-memory characteristics (mainly recovery and permanent strains) in the Ni-Ti alloy during the thermomechanical cycling. The variations of shape memory effect (SME) were assessed using a special bending set-up, and discussed with respect to different thermo-mechanical loading profiles. The required phase-transformation temperatures of the alloy under examination were achieved by applying the annealing process at different temperatures for different times. The phase transformation behavior was observed using a differential scanning calorimeter (DSC). The X-ray diffractometry (XRD) was employed to identify phases present after the annealing heat treatment. It was found that the nature of a transformation cycle during two applied thermo-mechanical loading profiles (especially, the stress during reverse phase transformation), and also changes developed in the microstructure of a cycled material can affect behavior of strains.