Formgedächtnislegierungen

3. Materialverhalten unter thermomechanischer Belastung

Die erläuterte Mikrostruktur wirkt sich natürlich bis in das makroskopisch wahrnehmbare Materialverhalten aus. Dieses möchte ich Ihnen anhand eines Spannungs-Dehnungs-Temperaturdiagrammes erläutern. Darin bezeichnet der Buchstabe A die Austenitphase, der Buchstabe M den Zwillingsmartensit und das M mit dem Pfeil steht stellvertretend für den ausgerichteten Martensit.
Spannungs--Dehnungs-Temperaturdiagramm

Oberhalb einer bestimmten Temperatur M_d, bei der sich die Formgedächtnislegierung in der Austenit Phase befindet, verhält sich eine Formgedächtnislegierung elasto-plastisch. Zwischen der Austenit finish Temperatur (A_f) und M_d kann pseudoelastisches Materialverhalten beobachtet werden. Aufgrund der wirkenden Spannungen finden während der Deformation martensitische Phasenumwandlungen statt. Die martensitische Phasenumwandlung ermöglicht im Fall von NiTi Deformationen von bis zu 8% Dehnung. Ein anderer spannungsinduzierter Effekt ist unterhalb der sogenannten Martenist finish Temperatur beobachtbar. In diesem Temperaturbereich besteht die Mikrostruktur aus Martenisit-Zwillingen. Diese können ab einem bestimmten Spannungsniveau ausgerichtet und bei einer Belastungsumkehr reorientiert werden. Aufgrund der Beobachtung, daß inelastische Deformationen im spannungsfreien Zustand zurückbleiben, diese jedoch in keinem Zusammenhang mit plastischen Deformationen stehen wird das beobachtete Materialverhalten als Pseudoplastizität bezeichnet.

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Einleitung Mikrostruktur Makroskopische Materialeigenschaften Experimentelle Beobachtungen