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Titanio de níquel y su máquina procesada

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2022-12-12      Origen:Sitio

Titanio de níquel, también conocida como nitinol, es una aleación de metal de níquel y titanio en la que los porcentajes atómicos de los dos elementos son aproximadamente iguales. Las diferentes aleaciones se nombran de acuerdo con el porcentaje de peso del níquel; por ejemplo, Nitinol 55 y Nitinol 60. Exhibe el efecto de memoria de forma y la superelasticidad a diferentes temperaturas. Tiene la capacidad de volver a su estado antes de la exposición al calor por encima de 75 ° C.El nitinol tiene dos propiedades estrechamente relacionadas y únicas: el efecto de memoria de forma y la superelasticidad (también conocido como pseudoelasticidad). La memoria de la forma es la capacidad del nitinol para deformarse a una temperatura, retener su forma deformada cuando se elimina la fuerza externa y luego volver a Su forma original y no deformada cuando se calienta por encima de su "temperatura de transición. " La superelasticidad es la capacidad de un metal para resistir grandes deformaciones e inmediatamente regresa a su forma no formada después de que se elimina la carga externa. El nitinol se deforma 10-30 veces más de lo normal. metales y regresa a su forma original. Si el nitinol exhibe un efecto de memoria de forma o superelasticidad depende de si está por encima de la temperatura de transición de la aleación particular. superelasticidad.

Procesado por máquina Níquel titanio-tirongmetal

Las propiedades inusuales de Nitinol resultan de una transición de fase de estado sólido reversible conocida como transformación martensítica, que requiere un estrés mecánico de 10,000–20,000 psi (69-138 MPa) entre dos fases cristalinas martensíticas diferentes.A altas temperaturas, el nitinol exhibe una estructura cúbica simple interpenetratante llamada austenita (también conocida como fase principal). A bajas temperaturas, el nitinol se transforma espontáneamente en una estructura cristalina monoclínica más compleja llamada martensita (subfase). Hay cuatro temperaturas de transformación asociadas con la austenita a martensita y martensita para transformaciones de austenita. Artaje desde la austenita completa, la martensita comienza a formarse cuando la aleación se enfría a la llamada temperatura de inicio de martensita, o MS, y la temperatura a la que se completa la transformación se llama la temperatura de acabado de la martensita. , o MF. Cuando la aleación es completamente martensítica y calentada, Austenita comienza a formarse a la temperatura de inicio de austenita y termina en la temperatura de acabado de austenita AF.El ciclo de enfriamiento/calentamiento exhibe histéresis térmica. El ancho de la histéresis depende de la composición y el procesamiento de nitinol precisos. Su valor típico abarca un rango de temperatura de aproximadamente 20-50 K (20–50 ° C; 36–90 ° F), pero puede reducirse o amplificarse mediante aleación y mecanizado.Dos aspectos clave de esta transición de fase son críticos para las propiedades de Nitinol. El primero es que la transformación es "reversible", lo que significa que el calentamiento por encima de la temperatura de transformación hace que la estructura cristalina vuelva a la fase de austenita más simple. El segundo punto clave es que las transiciones en ambas direcciones son instantáneas.La estructura cristalina de la martensita (llamada estructura monoclínica o B19 ') tiene la capacidad única de sufrir una deformación limitada de ciertas maneras sin romper los enlaces atómicos. Este tipo de deformación se llama hermanamiento, y consiste en reorganizar planos atómicos sin causar deslizamiento o deslizamiento o deformación permanente. Es capaz de soportar una tensión de aproximadamente 6-8% de esta manera. Cuando la martensita se restaura a Austenita por calefacción, la estructura de Austenita original se restaurará independientemente de si la fase de martensita está deformada o no. "Forma de la memoria " se refiere al hecho de que la forma de la fase austenítica de alta temperatura es "recordada ", incluso cuando la aleación se deforma severamente a temperaturas más bajas.Al prevenir la transformación de la martensita deformada a la austenita, se pueden generar presiones significativas de 35,000 psi (240 MPa) a más de 100,000 psi (690 MPa) en muchos casos. Una de las razones que nitinol ha trabajado tan duro para volver a estar en forma que no es solo una aleación de metal normal, sino una sustancia conocida como compuesto intermetálico. En las aleaciones ordinarias, los ingredientes se distribuyen aleatoriamente en la red; En los compuestos intermetálicos ordenados, los átomos (níquel y titanio en este caso) tienen posiciones muy específicas en la red. El hecho de que el nitinol es un compuesto intermetálico ha contribuido en gran medida a la complejidad de la fabricación de dispositivos de esta aleación.

La situación descrita, deformando la martensita, luego calentando para volver a austenita, volviendo así a su forma original y sin deformación) se conoce como el efecto de memoria de la forma térmica. Para fijar la "forma principal", la aleación debe mantenerse en colocar y calentarse a aproximadamente 500 ° C (932 ° F). Este proceso a menudo se llama ajuste de forma. El segundo efecto, conocido como superelasticidad o pseudoelasticidad, también se observó en nitinol. Este efecto es un resultado directo del hecho de que la lata de martensita formarse aplicando estrés y enfriamiento. Por lo tanto, dentro de un cierto rango de temperatura, el estrés se puede aplicar a la austenita, de modo que la martensita se puede deformarse mientras se forma. Este modo de uso, el nitinol actúa como un superspring con un rango de elasticidad 10-30 veces que los de los materiales de resorte ordinario. Sin embargo, hay algunas limitaciones: el efecto solo se observa a temperaturas alrededor de 273–313 K (0–40 ° C ; 32-104 ° F) arriba de AF . Este límite superior se llama MD, y corresponde a la temperatura más alta a la que todavía es posible la formación de martensita inducida por el estrés. Solo la respuesta al estrés es el deslizamiento de la microestructura austenítica, lo que resulta en una deformación permanente.El nitinol generalmente consta de aproximadamente 50 a 51 porcentaje atómico (55 a 56 por ciento en peso) níquel. Los cambios pequeños en la composición pueden cambiar significativamente la temperatura de transformación de la aleación. De aproximadamente 20 ° C a +110 ° C. Por lo tanto, las formulaciones de nitinol a menudo se denominan "superelásticas " o "austenitic " si AF está por debajo de la temperatura de referencia, y "memoria de forma " o " martensítico "Si la temperatura de referencia. La temperatura de referencia generalmente se define como temperatura ambiente o temperatura corporal (37 ° C; 98 ° F).Un efecto frecuentemente encontrado en el nitinol es la llamada fase R. La fase R es otra fase martensita que compite con lo mencionado anteriormente.



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