Shape recovery characteristic of ferrous shape memory alloy by prestrain of biaxial stress

• Autorzy: Naoi, H. , Gamou, T. , Kawaguchi, T. , Wada, M. , Maruyama, T.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka odzysku kształtu w stopach z pamięcią kształtu na osnowie żelaza poddanych dwuosiowym naprężeniom wstępnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ferrous shape memory alloy has been recently developed. The shape recovery characteristics of the alloy are reported [4], regarding uniaxial stress by tensile and compressive tests, and biaxial stress of combined tensile and tensile conditions by the bulge and the stretch forming. Nowadays the alloy has drawn strong attention to application for structural components such as couplings of steel pipe joints and fishplates of crane rail joints. As they are generally manufactured by multiaxial plastic forming method, investigation of shape recovery strain and stress of the joints has been significant. In this study Fe-28%Mn-6%Si-5%Cr alloy is melted. Thin plates are rolled and are heat-treated as solution treatment. We conduct deep drawing test by using the thin round plates alloy. The tensile prestrain in the radial direction and the compressive prestrain in the circumferential direction are measured at the flange of the thin round plates by deep drawing of sheet metal forming. After shape recovery heat treatment, the shape recovery compressive strains in the radial direction and the shape recovery tensile strains in the circumferential direction are also observed. It is clarified that the shape recovery strains by the biaxial prestrain of tensile and compressive condition are greatly larger than those of tensile and tensile condition.

PL

Ostatnio stopy z pamięcią kształtu na osnowie żelaza cieszą się dużym zainteresowaniem badawczym. Charakterystyki odzysku kształtu uzyskane zarówno w wyniku naprężenia jednoosiowego poprzez ściskanie i rozciągania, jak również w wyniku dwuosiowego przez spęczanie lub tłoczenie opisano w pracy [4]. Obecnie stopy te przyciągają szczególną uwagę aplikacyjną jako materiały konstrukcyjne, np. do łączenia rur stalowych lub w transporcie kolejowym do łączenia szyn. Generalnie stopy te wytwarza się metodami formowania, uwzględniającymi wieloosiowe odkształcenie plastyczne, dlatego też badania wielkości odkształcenia i naprężenia w połączeniach podczas odzysku kształtu są niezmiernie istotne. W pracy odlano stop o składzie chemicznym Fe-28%Mn-6%Si-5%Cr. Cienkie blachy uzyskano za pomocą walcowania. Blachy następnie obrabiano cieplnie i hartowano. Proces głębokiego tłoczenia został zastosowany dla krążków z cienkich blach. Odkształcenie wstępne, rozciągające w kierunku promienia płytek okrągłych oraz procesie głębokiego tłoczenia Po obróbce cieplnej zapewniającej odzysk kształtu obserwowano odkształcenie ściskające w kierunku promieniowym płytek oraz odkształcenie wstępne ściskające na obwodzie płytek, zmierzone na kołnierzach blach po procesie głębokiego tłoczenia. Po obróbce cieplnej zapewniającej odzysk kształtu obserwowano odkształcenie ściskające w kierunku promieniowym płytek oraz odkształcenie rozciągające na obwodzie płytek. Wyjaśniono, że wielkość odzysku kształtu w wyniku przyłożenia wstępnego odkształcenia jednoosiowego jest zdecydowanie wyższa niż w przypadku dwuosiowego.

Słowa kluczowe

PL

stopy z pamięcią kształtu na osnowie żelaza; naprężenie dwuosiowe

EN

ferrous shape memory alloy; biaxial stress

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 265-271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Naoi, H.

autor

Gamou, T.

autor

Kawaguchi, T.

autor

Wada, M.

autor

Maruyama, T.

• Mechanical Engineering Department, Hosei University, Tokyo, Japan,

Bibliografia

• [1] Wada M., Narita K., Naoi H. and Maruyama T.: Proc. of TMP’2004 (2004) 1-8.
• [2] Nakajima K., Kikuma T. and Hasuka K.: Seitethu-Kenkyu 364 (1968) 1.
• [3] Marciniak K., Kuczynski: K.: Limit strains in the processes of stretchforming sheet metal. Int. J. Mech. Sci. 9-10 (1967) 609-612.
• [4] Wada M., Naoi H. and Tsukimori K.: Proc. of IMECE2003 (2003) 1.
• [5] Otsuka H., Yamada H., Maruyama T., Tanahashi H., Matsuda S. and Murakami M.: Effects of alloying additions on Fe-Mn-Si shape memory alloys. ISIJ Int. 30-8 (1990) 674-679.
• [6] Otsuka H., Murakami H. and Matsuda S.: Proc. of MRS Int. Mtg. on Advanced Materials 9 (1989) 451-456.
• [7] Sato A., Kubo H. and Maruyama T.: Mechanical properties of Fe-Mn-Si based SMA and the application. Mater. Trans. 47-3 (2006) 571-579.
• [8] Wada M., Naoi H., Yasuda H., Maruyama T.: Shape recovery characteristics of biaxially prestrained Fe-Mn-Si-based shape memory alloy. Material Science and Engineering A 481-482 (2008) 178-182.
• [9] Naoi H., Wada M., Koike T. and Maruyama T.: Proc. of 3rd Inter. Conf. On ThermoMechanical Processing of Steels (2008).