니켈 티타늄 및 기계 처리

니켈 티타늄니티놀으로도 알려진 것은 니켈과 티타늄의 금속 합금이며, 여기서 두 요소의 원자 비율이 거의 동일합니다. 상이한 합금은 니켈의 중량 백분율에 따라 명명되며, 예를 들어, Nitinol 55 및 Nitinol 60.IT는 다른 온도에서 형상 메모리 효과와 초탄력을 나타냅니다. 75 ° 이상의 열에 노출되기 전에 상태로 돌아올 수 있습니다. 씨.니티놀은 두 가지 밀접하게 관련되고 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 모양 메모리 효과와 초탄력 (의사 탄성이라고도 함)은 니티놀이 한 온도에서 변형 될 수있는 능력이며 외부 힘을 제거 할 때 변형 된 모양을 유지 한 다음 "전이 온도 이상으로 가열 될 때 원래의 정보가없는 모양. "초탄력은 금속이 큰 변형을 견딜 수있는 능력입니다. 니티놀은 형상 메모리 효과 또는 초탄력이 특정 합금의 전이 온도 이상인지 여부에 따라 다르면, 전이 온도를 나타내며,이 온도를 나타내며,이 온도를 보여줍니다. 초탄력.

기계 가공

니티 놀의 특이한 특성은 마르텐 사이트 변환으로 알려진 가역적 고체 위상 전이에서 비롯되며, 이는 두 가지 다른 마르텐 시트 크리스탈 단계 사이에 10,000-20,000psi (69–138 MPa)의 기계적 응력이 필요합니다.고온에서, 니티놀은 오스테 나이트 (모기 단계라고도 함)라는 간호적인 간단한 입방 구조를 나타냅니다. 저온에서 니티놀은 자발적으로 자발적으로 마르텐 사이트 (subphase)라고 불리는보다 복잡한 단일 클리닉 결정 구조로 변형됩니다. 오스테 나이트에서 마르텐 사이트에서 마르텐 사이트에서 마르텐 사이트에서 오스테 나이트 변환에서 마르텐 사이트에서 오스테 나이트 변형에서 스테어링하면, 합금이 소위 마르텐 사이트 시작 온도 또는 MS로 냉각 될 때 마르텐 사이트가 형성되기 시작하고 변환이 완료되는 온도를 마르텐 사이트 마감 온도라고합니다. 또는 MF. 합금이 완전히 마르텐 사이트 및 가열 될 때, 오스테 나이트 시작 온도에서 오스테 나이트 마감 온도 AF에서 끝나기 시작합니다.냉각/가열 사이클은 열 히스테리시스를 나타냅니다. 히스테리시스 폭은 정확한 니티놀 조성 및 가공에 따라 다릅니다. 전형적인 값은 약 20–50 ° C (20–50 ° C; 36–90 ° F)의 온도 범위에 걸쳐 있지만 합금 및 가공에 의해 감소하거나 증폭 될 수 있습니다.이 위상 전이의 두 가지 주요 측면은 니티놀의 특성에 중요합니다. 첫 번째는 변환이 "가역성, "라는 것을 의미합니다. 즉, 변환 온도 위로 가열하면 결정 구조가 더 간단한 오스테 나이트 상으로 되돌아갑니다. 두 번째 핵심 요점은 양방향으로의 전환이 즉각적이라는 것입니다.마르텐 사이트의 결정 구조 (모노 클리닉 또는 B19 '구조라고 함)는 원자 결합을 깨지 않고 특정 방식으로 제한된 변형을 겪는 독특한 능력을 가지고 있습니다.이 유형의 변형은 트위닝이라고하며, 슬립 또는 슬립을 유발하지 않고 원자 평면의 재 배열로 구성됩니다. 영구 변형. 이런 식으로 약 6-8% 변형을 견딜 수 있습니다. 마르텐 사이트가 가열에 의해 오스테 나이트로 복원 될 때, 원래 오스테 나이트 구조는 마르텐 사이트 상이 변형되었는지 여부에 관계없이 복원됩니다. "Shape Memory "는 합금이 더 낮은 온도에서 심하게 변형되는 경우에도 고온 오스테 나이트상의 모양이 "기억 "라는 사실을 말합니다.변형 된 마르텐 사이트의 오스테 나이트로의 변형을 방지함으로써, 많은 경우에 35,000psi (240 MPa)로 35,000psi (240 MPa)까지 상당한 압력을 생성 할 수 있습니다. 그것은 정상적인 금속 합금 일뿐 만 아니라 금속 간 화합물로 알려진 물질입니다. 보통 합금에서 성분은 격자에 무작위로 분포됩니다. 정렬 된 금속 간 화합물의 경우, 원자 (이 경우 니켈 및 티타늄)는 격자에서 매우 구체적인 위치를 가지며, 니티놀이 금속 간 화합물이라는 사실은이 합금으로부터 장치를 제조하는 복잡성에 크게 기여했다.

설명 된 상황, 마르텐 사이트를 변형시킨 다음 오스테 나이트로 되돌아 가열하여 원래의 변형되지 않은 모양으로 돌아 오는 열 모양 메모리 효과로 알려져 있습니다. 원래 "상위 모양 "를 고치려면 합금을 고정해야합니다. 약 500 ° C (932 ° F)로 가열 되어이 프로세스는 종종 모양 설정이라고합니다. 두 번째 효과는 니티 놀에서도 초자력성 또는 의사 탄성으로도 관찰되었습니다.이 효과는 Martensite Can이라는 직접적인 결과입니다. 스트레스와 냉각을 적용하여 형성됩니다. 따라서 특정 온도 범위 내에서 스트레스를 오스테 나이트에 적용하여 형성하는 동안 마르텐 사이트를 변형시킬 수 있습니다. 이 사용 모드 인 니티놀은 일반 스프링 재료의 10-30 배 탄성 범위의 대기업처럼 작용하지만, 몇 가지 제한 사항이 있습니다. ; 32–104 ° F) AF 이 상한은 MD라고하며 응력으로 인한 마르텐 사이트 형성이 여전히 가능하는 최고 온도에 해당합니다. Below MD, 부하 하의 Martensite 형성은 트위닝으로 인해 초자연성을 허용합니다. 스트레스에 대한 반응만이 오스테 나이트 미세 구조의 미끄러짐으로, 영구적 인 변형을 초래한다.니티 놀은 일반적으로 약 50 내지 51 원자 퍼센트 (55 ~ 56 %) 니켈로 구성되어 있으며, 조성의 금속 변화는 합금의 변형 온도를 크게 변화시킬 수 있습니다. 니티놀의 변형 온도는 어느 정도 제어 될 수 있습니다. 약 -20 ℃ 내지 +110 ℃에서, 니티 놀 제형은 종종 af가 기준 온도 아래에있는 경우 "superelastic "또는 "austenitic "라고하며, "shape memory "또는 "라고한다. 참조 온도가 참조 온도가 실온 또는 체온 (37 ° C; 98 ° F)으로 정의됩니다.니티놀에 자주 발생하는 영향은 소위 R- 상입니다. R상은 위에서 언급 한 것과 경쟁하는 또 다른 마르텐 사이트 단계입니다.