Bulk nanostructured shape memory alloys

 

Thomas Waitz

 

Physics of Nanostructured Materials, Faculty of Physics, University of Vienna, Boltzmanngasse 5, 1090 Vienna, Austria. thomas.waitz@univie.ac.at

 

ABSTRACT: This paper starts with a brief introduction to bulk nanostructured materials. Bulk nanocrystalline materials processed by methods of severe plastic deformation show mechanical properties and phase structures that can differ significantly from those of their coarse grained counterparts. In the case of NiTi shape memory alloys, a nanocrystalline structure is obtained via the devitrification of an intermediate amorphous phase induced by high pressure torsion. Grain sizes in the range of 5 to 350 nm are achieved that are free of strains and of crystal defects. The small grain size significantly impacts the martensitic phase transformation that causes unique thermomechanical properties such as the shape memory effect and superelasticity. Experimental results on the enhanced mechanical properties of nanocrystalline and ultrafine grained NiTi shape memory alloys are shortly reviewed. 

Keywords: Nanostructures, Severe plastic deformation, Shape memory alloys, Martensite, Size effect

 

RESUMO: É feita inicialmente uma breve introdução aos materiais nanoestruturados. Materiais nanocristalinosprocessados impondo grandes deformações plásticas revelam propriedades mecânicas e estruturas de fase que podemdiferir significativamente dos materiais de grão grosseiro. No caso de ligas de memória de forma NiTi, uma estruturananocristalina pode ser obtida por devitrificação de uma fase intermédia amorfa induzida por torsão e alta pressão.Tamanhos de grão da ordem dos 5 aos 350 nm são obtidos livres de deformação e de defeitos cristalinos. O tamanho degrão pequeno tem impacto significativo sobre a transformação da fase martensite, causando propriedades termomecânicasúnicas, tais como efeito de memória de forma e superplasticidade. São concisamente descritos resultados experimentaisrelativos à melhoria das propriedades mecânicas de ligas de memória de forma nanocristalinas e de grão ultrafino NiTi

Palavras chave: nanoestruturas; deformação plástica severa, ligas de memória de forma, martensite, efeito de tamanho

 

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