Mikrostrukturelle Untersuchungen zum Einfluss von thermomechanischen Behandlungen auf die martensitischen Phasenumwandlungen an einer Ni-reichen NiTi . (Berichte aus der Werkstofftechnik)
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Von Händler/Antiquariat, Agrios-Buch [57449362], Bergisch Gladbach, Germany.
Neuware - In dieser Arbeit sind eine Vielzahl von mikrostrukturellen Untersuchungen an einer ausscheidungsfähigen polykristallinen Ni-reichen NiTi Formgedächtnislegierung mit 50,7 At.-% Ni durchgeführt worden. Im Vordergrund steht die mikrostrukturelle Charakterisierung des Gefüges in Abhängigkeit von verschiedenen Auslagerungsbehandlungen, im Temperaturbereich zwischen 350°C und 500°C, um so das Ausscheidungsverhalten der metastabilen Ni4Ti3 Ausscheidungen zu bestimmen. Transmissionselektronenmikroskopische (TEM) Untersuchungen zeigen, dass nach Auslagern ohne Spannung für kurze Zeit das Ausscheiden von kohärenten Ni4Ti3 Teilchen heterogen an den Korngrenzen und in der Nähe von Oxideinschlüsse erfolgt. Während beim Auslagern unter geringen mechanischen Spannungen von 2, 8 bzw. 20 MPa sich die kohärenten Ni4Ti3 Teilchen homogen ausscheiden. Die quantitativen Analysen von Hellfeldaufnahmen weisen darauf hin, dass sich die linsenförmigen Ni4Ti3 Ausscheidungen mit zunehmender Auslagerungsdauer vergröbern. Die mittlere Länge, die Dicke und der Abstand der Ni4Ti3 Ausscheidungen steigt für längere Auslagerungszeiten an. Das martensitische Umwandlungsverhalten in Abhängigkeit von der Auslagerungszeit ist über DSC-Untersuchungen analysiert worden. Als neues Ergebnis kann berichtet werden, dass sich mit zunehmender Auslagerungsdauer die Umwandlungssequenz, beim Abkühlen, von einer zweistufigen Umwandlung (zwei Peaks in der DSC-Messung), über eine dreistufige wieder hin zu einer zweistufigen Umwandlung ändert. Mit diesen Beobachtungen wird ein neues Modell für die Erklärung von mehrstufigen martensitischen Umwandlungen entwickelt, das auf einer zeitlichen Änderung der Ni-Konzentration zwischen Ni4Ti3 Teilchen beruht. In situ TEM-Untersuchungen zeigen, dass sich zuerst in den Bereichen des Korngrenzsaumes, in denen Ni4Ti3 Teilchen heterogen ausgeschieden sind, beim Abkühlen eine Umwandlung von der B2-Phase über die R-Phase in die B19'-Phase vollzieht. Im zweiten Schritt wandeln die ausscheidungsfreien Bereiche im Inneren des Kornes direkt von der B2-Phase in die B19'- Phase um. Kriechversuche wurden an der 50,7 At.-% Ni Legierung bei Temperaturen um 500°C und bei Spannungen um 120 MPa durchgeführt. Die Kriechkurven (e& über e ) weisen ein ausgeprägtes Minimum im Kurvenverlauf auf, welches durch die Wechselwirkung zwischen Ausscheidungskinetik und überlagerter Verformung zu erklären ist. Durch begleitende TEM- Untersuchungen wurde das Kriechverhalten auf mikrostruktureller Ebene charakterisiert. Aus einem Vergleich von DSC-Untersuchungen an den Kriechproben nach dem Kriechen mit DSC-Untersuchungen an den im Kriechstand parallel ausgelagerten Proben (ohne Spannung, für gleiche Zeiten und Temperaturen) ist zu schließen, dass das Kriechen auf die Umwandlungssequenz und Umwandlungstemperaturen einen geringen Einfluss hat. 116 pp. Deutsch.

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In dieser Arbeit sind eine Vielzahl von mikrostrukturellen Untersuchungen an einer ausscheidungsfähigen polykristallinen Ni-reichen NiTi Formgedächtnislegierung mit 50,7 At.-% Ni durchgeführt worden. Im Vordergrund steht die mikrostrukturelle Charakterisierung des Gefüges in Abhängigkeit von verschiedenen Auslagerungsbehandlungen, im Temperaturbereich zwischen 350°C und 500°C, um so das Ausscheidungsverhalten der metastabilen Ni4Ti3 Ausscheidungen zu bestimmen. Transmissionselektronenmikroskopische (TEM) Untersuchungen zeigen, dass nach Auslagern ohne Spannung für kurze Zeit das Ausscheiden von kohärenten Ni4Ti3 Teilchen heterogen an den Korngrenzen und in der Nähe von Oxideinschlüsse erfolgt. Während beim Auslagern unter geringen mechanischen Spannungen von 2, 8 bzw. 20 MPa sich die kohärenten Ni4Ti3 Teilchen homogen ausscheiden. Die quantitativen Analysen von Hellfeldaufnahmen weisen darauf hin, dass sich die linsenförmigen Ni4Ti3 Ausscheidungen mit zunehmender Auslagerungsdauer vergröbern. Die mittlere Länge, die Dicke und der Abstand der Ni4Ti3 Ausscheidungen steigt für längere Auslagerungszeiten an.Das martensitische Umwandlungsverhalten in Abhängigkeit von der Auslagerungszeit ist über DSC-Untersuchungen analysiert worden. Als neues Ergebnis kann berichtet werden, dass sich mit zunehmender Auslagerungsdauer die Umwandlungssequenz, beim Abkühlen, von einer zweistufigen Umwandlung (zwei Peaks in der DSC-Messung), über eine dreistufige wieder hin zu einer zweistufigen Umwandlung ändert. Mit diesen Beobachtungen wird ein neues Modell für die Erklärung von mehrstufigen martensitischen Umwandlungen entwickelt, das auf einer zeitlichen Änderung der Ni-Konzentration zwischen Ni4Ti3 Teilchen beruht. In situ TEM-Untersuchungen zeigen, dass sich zuerst in den Bereichen des Korngrenzsaumes, in denen Ni4Ti3 Teilchen heterogen ausgeschieden sind, beim Abkühlen eine Umwandlung von der B2-Phase über die R-Phase in die B19-Phase vollzieht. Im zweiten Schritt wandeln die ausscheidungsfreien Bereiche im Inneren des Kornes direkt von der B2-Phase in die B19- Phase um.Kriechversuche wurden an der 50,7 At.-% Ni Legierung bei Temperaturen um 500°C und bei Spannungen um 120 MPa durchgeführt. Die Kriechkurven (ε& über ε ) weisen ein ausgeprägtes Minimum im Kurvenverlauf auf, welches durch die Wechselwirkung zwischen Ausscheidungskinetik und überlagerter Verformung zu erklären ist. Durch begleitende TEM- Untersuchungen wurde das Kriechverhalten auf mikrostruktureller Ebene charakterisiert. Aus einem Vergleich von DSC-Untersuchungen an den Kriechproben nach dem Kriechen mit DSC-Untersuchungen an den im Kriechstand parallel ausgelagerten Proben (ohne Spannung, für gleiche Zeiten und Temperaturen) ist zu schließen, dass das Kriechen auf die Umwandlungssequenz und Umwandlungstemperaturen einen geringen Einfluss hat.

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