Ni4Ti3 precipitate structures in Ni-rich NiTi shape memory alloys

0324849 - ÚFM 2009 RIV CH eng J - Journal Article
Holec, David - Bojda, Ondřej - Dlouhý, Antonín
Ni4Ti3 precipitate structures in Ni-rich NiTi shape memory alloys.
[Precipitační struktury fáze Ni4Ti3 v Ni-bohatých slitinách NiTi s tvarovou pamětí.]
Materials Science and Engineering A Structural Materials Properties Microstructure and Processing. Roč. 481, Sp. Iss. (2008), s. 462-465. ISSN 0921-5093. E-ISSN 1873-4936.
[ESOMAT 2006. Bochum, 10.09.2006-15.09.2006]
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA106/05/0918
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20410507
Keywords : NiTi shape memory alloys * Ni4Ti3 precipitates * Multi-step martensitic transformations
Subject RIV: BM - Solid Matter Physics ; Magnetism
Impact factor: 1.806, year: 2008

Non-uniform distributions of Ni4Ti3 precipitate crystallographic variants are investigated in a Ni-rich NiTi shape memory alloy after aging, assisted by external stress. A finite-element method model is presented that considers the elastic anisotropy of the B2 parent phase and also mutual misorientations of grains in a polycrystalline sample. On loading by the external stress, the stress is redistributed in the microstructure and the precipitation of some Ni4Ti3 crystallographic variants becomes distinctly favorable in grain boundary regions since these variant configurations minimize the elastic interaction energy. The volume fraction of the affected grain boundary regions is calculated and the numerical results are compared with the data obtained by differential scanning calorimetry and transmission electron microscopy.

Je studováno nerovnoměrné rozdělení precipitátů fáze Ni4Ti3 v Ni-bohatých slitinách NiTi s tvarovou pamětí po stárnutí kombinovaném s aplikací vnějšího napětí. Je prezentován MKP model zohledňující elastickou anizotropii matrice B2 a rovněž krystalografickou misorientaci jednotlivých zrn austenitu. Při zatížení vnějším aplikovaným napětím během stárnutí dochází k redistribuci napětí a k energetickému zvýhodnění precipitace některých krystalografických variant fáze Ni4Ti3 v oblastech hranic zrn, a to těch variant, které snižují celkovou elastickou energii systému. Na základě numerického modelu byl proveden odhad objemového podílu oblastí ovlivněných preferenční precipitací a výsledky porovnány s přímým pozorováním metodou transmisní elektronové mikroskopie a rovněž s výsledky nepřímých měření metodou diferenciální skenovací kalorimetrie.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0172449