ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များ (SMAs) သည် သာမိုစက်မှုဆိုင်ရာ လှုံ့ဆော်မှုအပေါ် အသွင်သဏ္ဌာန်ပြောင်းလဲခြင်းတုံ့ပြန်မှုရှိသည်။ အပူချိန်မြင့်သော၊ နေရာရွှေ့ပြောင်းခြင်း၊ အစိုင်အခဲမှ အစိုင်အခဲအသွင်ပြောင်းခြင်းစသဖြင့် (အပူချိန်မြင့်သည့်အဆင့်ကို austenite ဟုခေါ်ပြီး အပူချိန်နိမ့်သောအဆင့်ကို martensite ဟုခေါ်သည်)။ ထပ်ခါတလဲလဲ စက်ဘီးစီးသည့်အဆင့်အကူးအပြောင်းများသည် အရွေ့အပြောင်းများတဖြည်းဖြည်းတိုးလာကာ၊ ထို့ကြောင့် မပြောင်းလဲသောနေရာများသည် SMA (functional fatigue ဟုခေါ်သည်) ၏လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကို လျော့နည်းစေပြီး အရေအတွက်လုံလောက်သောအခါတွင် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာချို့ယွင်းမှုဆီသို့ နောက်ဆုံးတွင် microcracks များထွက်လာမည်ဖြစ်သည်။ ဤသတ္တုစပ်များ၏ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်သော ဘဝအမူအကျင့်ကို နားလည်ခြင်း၊ စျေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်း အပိုင်းအစများ၏ ပြဿနာကို ဖြေရှင်းခြင်းနှင့် ပစ္စည်းဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ထုတ်ကုန်ဒီဇိုင်းစက်ဝန်းကို လျှော့ချခြင်းသည် စီးပွားရေးဖိအားများကို ဖြစ်ပေါ်စေမည်မှာ ထင်ရှားပါသည်။
အပူချိန်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုကို အတိုင်းအတာကြီးကြီးမားမား စူးစမ်းလေ့လာနိုင်ခြင်း မရှိသေးပါ၊ အထူးသဖြင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲခြင်းဆိုင်ရာ သုတေသနပြုမှု မရှိခြင်း ဇီဝဆေးပညာတွင် SMA ၏အစောပိုင်းအကောင်အထည်ဖော်မှုတွင်၊ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်သောသုတေသန၏အာရုံစူးစိုက်မှုသည် စက်ဘီးစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဝန်များအောက်တွင် "ချို့ယွင်းချက်မရှိ" နမူနာများ၏စုစုပေါင်းအသက်တာဖြစ်သည်။ သေးငယ်သော SMA ဂျီသြမေတြီဖြင့် အက်ပ်လီကေးရှင်းများတွင် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှုသည် ဘဝအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှု အနည်းငယ်သာ ရှိသောကြောင့် သုတေသနသည် ၎င်း၏ ကြီးထွားမှုကို ထိန်းချုပ်ခြင်းထက် အက်ကွဲစတင်ခြင်းအား တားဆီးခြင်းအပေါ် အာရုံစိုက်ထားသည်။ မောင်းနှင်မှု၊ တုန်ခါမှုလျှော့ချရေးနှင့် စွမ်းအင်စုပ်ယူမှုဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား အမြန်ရရှိရန် လိုအပ်သည်။ SMA အစိတ်အပိုင်းများသည် မအောင်မြင်မီ သိသာထင်ရှားသော အက်ကွဲပြန့်ပွားမှုကို ထိန်းသိမ်းရန် လုံလောက်သော ကြီးမားပါသည်။ ထို့ကြောင့် လိုအပ်သော ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့် ဘေးကင်းရေး လိုအပ်ချက်များကို ပြည့်မီရန်၊ ပျက်စီးဆုံးရှုံးမှု သည်းခံနိုင်မှုနည်းလမ်းဖြင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှု အပြုအမူကို အပြည့်အဝ နားလည်ပြီး အရေအတွက် တွက်ချက်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ SMA ရှိ ရိုးကျိုးစက်ပြင်ဆိုင်ရာ သဘောတရားကို အားကိုးသည့် ပျက်စီးမှုဒဏ်ခံနိုင်မှု နည်းလမ်းများကို အသုံးချခြင်းသည် မရိုးရှင်းပါ။ သမားရိုးကျဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံသတ္တုများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သောအဆင့်အကူးအပြောင်းနှင့် သာမိုစက်ပိုင်းဆိုင်ရာချိတ်ဆက်မှုတည်ရှိမှုသည် SMA ၏ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုနှင့် ဝန်ပိုကျိုးခြင်းကို ထိထိရောက်ရောက်ဖော်ပြရန် စိန်ခေါ်မှုအသစ်များဖြစ်လာသည်။
United States ရှိ Texas A&M တက္ကသိုလ်မှ သုတေသီများသည် Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy တွင် သန့်စင်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှုဆိုင်ရာ စမ်းသပ်မှုများကို ပထမဆုံးအကြိမ် ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုကို ကြံ့ခိုင်ရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည့် integral-based Paris-type power law expression ကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုအောက်တွင် crack ကြီးထွားနှုန်း။ SMAs တွင် ပုံပျက်ခြင်း အက်ကွဲကြီးထွားမှု၏ အလားအလာရှိသော ပေါင်းစပ်ဖော်ပြချက်အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည့် မတူညီသော loading အခြေအနေများနှင့် ဂျီဩမေတြီဖွဲ့စည်းပုံများကြားတွင် အက်ကွဲကြီးထွားမှုနှုန်းနှင့် empirical ဆက်ဆံရေးကို ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။ ဆက်စပ်စာရွက်ကို "မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်ပုံသဏ္ဍာန်တွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုအက်ကွဲကြီးထွားမှု၏ စုစည်းဖော်ပြချက်" ခေါင်းစဉ်ဖြင့် Acta Materialia တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သည်။
စာရွက်လင့်ခ်-
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
လေ့လာမှုအရ Ni50.3Ti29.7Hf20 အလွိုင်းသည် 180 ℃တွင် uniaxial tensile test ကိုခံယူသောအခါ၊ austenite သည် loading process အတွင်း ဖိစီးမှုနည်းသောအဆင့်အောက်တွင် အဓိကအားဖြင့် elastically ပုံပျက်နေပြီး Young ၏ modulus သည် 90Gpa ခန့်ဖြစ်သည်။ ဖိစီးမှု 300MPa ခန့်သို့ရောက်ရှိသောအခါ အပြုသဘောဆောင်သောအဆင့်အသွင်ကူးပြောင်းမှု၏အစတွင်၊ austenite သည် စိတ်ဖိစီးမှုဖြစ်စေသော martensite အဖြစ်သို့ပြောင်းလဲသွားသည်။ လွှင့်တင်သည့်အခါ၊ စိတ်ဖိစီးမှုကြောင့်ဖြစ်စေသော martensite သည် အဓိကအားဖြင့် elastic ပုံပျက်ခြင်းကိုခံရပြီး Young ၏ modulus သည် 60 GPa ခန့်ရှိပြီး၊ ထို့နောက် austenite အဖြစ်သို့ပြန်သွားပါသည်။ ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့်၊ တည်ဆောက်ပုံပစ္စည်းများ၏ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲမှုနှုန်းကို Paris-type power law expression တွင် ထည့်သွင်းထားသည်။
ပုံ.1 BSE ၏ Ni50.3Ti29.7Hf20 မြင့်မားသောအပူချိန်ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်းနှင့် အောက်ဆိုဒ်အမှုန်များ၏အရွယ်အစားဖြန့်ဖြူး
ပုံ 2 သည် 550 ℃ × 3 နာရီတွင် အပူကုသမှုပြီးနောက် Ni50.3Ti29.7Hf20 မြင့်မားသောအပူချိန်ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်အလွိုင်း၏ TEM ပုံ
ပုံ 3 180 ဒီဂရီတွင် NiTiHf DCT နမူနာ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှု J နှင့် da/dN အကြား ဆက်နွယ်မှု
ဤဆောင်းပါးရှိ စမ်းသပ်မှုများတွင်၊ ဤဖော်မြူလာသည် စမ်းသပ်မှုအားလုံးမှ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကြောင်းကြီးထွားနှုန်းဒေတာကို အံဝင်ခွင်ကျဖြစ်စေနိုင်ပြီး တူညီသော ကန့်သတ်ဘောင်များကို အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း သက်သေပြပါသည်။ ပါဝါဥပဒေ ထပ်ကိန်း m သည် 2.2 ခန့်ဖြစ်သည်။ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်နေသော အရိုးကျိုးခြင်းများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းဖြင့် စက်အက်ကွဲထွက်ခြင်း နှင့် အက်ကွဲကွဲထွက်ခြင်း နှစ်မျိုးစလုံးသည် တစ်ပိုင်းကွဲအက်ကွဲအက်ကွဲအက်ကွဲအက်ကြောင်းများဖြစ်ပြီး မျက်နှာပြင်ဟက်ဖ်နီယမ်အောက်ဆိုဒ် မကြာခဏပါဝင်နေခြင်းသည် အက်ကွဲထွက်ခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေပါသည်။ ရရှိလာသောရလဒ်များက empirical power law expression သည် loading condition နှင့် geometric configurations အများအပြားတွင် လိုအပ်သော တူညီမှုကို ရရှိနိုင်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များ၏ သာမိုစက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု၏ ပေါင်းစပ်ဖော်ပြချက်ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး မောင်းနှင်အားကို ခန့်မှန်းပေးပါသည်။
ပုံ 4 သည် 180 ℃ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှု စမ်းသပ်မှုပြီးနောက် NiTiHf DCT နမူနာ၏ အရိုးကျိုးခြင်း၏ SEM ပုံ
ပုံ 5 Fracture SEM ရုပ်ပုံသည် 250 N ၏ အဆက်မပြတ်ဘက်လိုက်မှုအောက်တွင် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်နေသော အက်ကွဲကြီးထွားမှုစမ်းသပ်မှုကို မောင်းနှင်ပြီးနောက် NiTiHf DCT နမူနာပုံစံ
အချုပ်အားဖြင့်၊ ဤစာတမ်းသည် နီကယ်ကြွယ်ဝသော NiTiHf မြင့်မားသော အပူချိန်ပုံသဏ္ဍာန် မှတ်ဉာဏ်သတ္တုစပ်များပေါ်တွင် သန့်စင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှု အက်ကွဲကြီးထွားမှု စမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ပါသည်။ စက်ဝိုင်းပေါင်းစည်းမှုအပေါ် အခြေခံ၍ ပါရီမီတာပုံစံ ပါဝါ-ဥပဒေ အက်ကွဲကြီးထွားမှုအသုံးအနှုန်းကို ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုအောက်တွင် စမ်းသပ်မှုတစ်ခုစီ၏ ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုအက်ကွဲကြီးထွားမှုနှုန်းနှင့် ကိုက်ညီရန် အဆိုပြုထားသည်။
စာတိုက်အချိန်- စက်တင်ဘာ- ၀၇-၂၀၂၁