Nashrudin, Muhammad Naqib (2018) Functionally Graded Niti Shape Memory Alloys By Ageing And Partial Annealing. Masters thesis, Universiti Sains Malaysia.
|
PDF
Download (326kB) | Preview |
Abstract
Tingkah laku bentuk bentuk aloi NiTi menyampaikan daya tetap apabila beban digunakan di atasnya. Oleh itu, had untuk sebarang keadaan progresif atau perantaraan kawalan membuat aloi berfungsi hanya untuk aplikasi tindakan diskret. Untuk membolehkan kawalan yang lebih baik dalam aplikasi penggambaran, NiTi yang berfungsi secara berperingkat dicipta dengan memperkenalkan rawatan haba kecerunan di sepanjang aloi. Penyelidikan yang sebelum ini menunjukkan bahawa kecerunan rawatan penyepuhlindapan dan hamper equatomik aloi NiTi menghasilkan kemerosotan lereng dataran curam manakala rawatan kecerunan dalam aloi Ni-kaya menghasilkan ketengangan pemulihan yang baik pada transformasi terbalik. Kajian ini menerokai kesan penyepuhlindapan separa dan penuaan secara serentak menggunakan Ti-50.9at% Ni wayar yang digulung ke arah tingkah laku transformasi fasa martensit dan untuk mewujudkan wayar NiTi yang berfungsi secara berperingkat dengan meletakan rawatan haba kecerunan sepanjang wayar. Spesimen dipanaskan pada julat suhu 300 ℃ hingga 550 ℃ selama tempoh 10, 20, 30 dan 60 minit dalam argon. Tingkah laku transformasi fasa martensit termal dicirikan dengan menggunakan imbasan calorimeter berbeza dan tingkah laku ubah bentuk memori telah dikaji dengan menggunakan mesin tegangan sejagat. Eksperimen ini adalah untuk meneroka konsep baru NiTi yang dinilai secara berfungsi. Profil suhu kecerunan dibuat secara tempatan oleh laser CO2 sepanjang wayar. Julat suhu yang berkesan untuk profil kecerunan untuk Ti-50.9at% Ni telah ditentukan pada 400 ℃ - 525 ℃ pada tempoh yang berbeza. Dua spesimen wayar diuji dengan tempoh yang sama dan tempoh yang berlainan. Telah didapati bahawa spesimen dengan tempoh yang berbeza dalam wayar tunggal menghasilkan selang tekanan yang lebih tinggi. Satu spesimen dipanaskan secara tempatan pada suhu yang berbeza dan tempoh yang berbeza. Suhunya adalah 400 ℃ selama 10 minit, 475 ℃ selama 30 minit dan 525 ℃ selama 20 minit. Semasa ditarik bentuknya, wayar yang dipanaskan secara lokal dengan tempoh yang berlainan memperlihatkan selang tekanan ke hadapan yang lebih tinggi iaitu 301 MPa dan selang tekanan terbalik sebanyak 265 MPa. Pengubahan yang dihasilkan sekitar 10% dan sisa ketegangan adalah 1%. Kaedah rawatan haba ini menghasilkan hasil positif dalam mewujudkan pelbagai tekanan dataran untuk kecerunan aloi NiTi berfungsi. _______________________________________________________________________________________________________ A shape memory behavior of NiTi alloy delivers constant forces when load is applied on it. Thus, the limitation for any progressive or intermediate state of control makes the alloy to function only for discrete action application. To enable a better control in actuation applications, a functionally graded NiTi is created by introducing a gradient heat treatment along the alloy. Recently, few works have been reported on gradient annealing treatment of cold-worked near-equatomic NiTi alloy to produce steeper stress plateau slope while gradient ageing treatment in Ni-rich alloy produces good recovery strain on the reverse transformation. This study explored the effect of partial annealing and ageing treatment of a cold-worked Ti-50.9at%Ni wire towards martensite phase transformation behavior and to create multiple steps of stress plateau NiTi wire by localizing the heat treatment along the wire. Specimen used in this study was a Ti-50.9at%Ni wire with a diameter of 2 mm. The specimens were heated at temperature range of 300℃ to 550℃ for duration of 10, 20, 30 and 60 minutes in argon atmosphere. The thermal martensite phase transformation behavior was characterized by using a differential scanning calorimeter (DSC) and the shape memory deformation behavior was studied by using a universal testing machine (UTM). The experimental work explored a concept of functionally graded NiTi materials. The gradient temperature profile was locally created by CO2 laser along its length. The effective temperature range for gradient profile for functionally graded cold-worked Ti-50.9at%Ni was determined at 400℃ - 525℃ at different duration. Two specimens of wire were tested with same temperature and different duration. It was found that the specimen with different duration in a single wire produced higher stress interval. The temperatures are 400℃ for 10 min, 475℃ for 30 minutes and 525℃ for 20 minutes. During tension, the localized heat treated with different duration exhibited forward stress interval which is 301 MPa and reverse stress interval of 265 MPa. The deformation yielding around 10% transformation strain and the residual strain is 1%. The localized laser heat treatment method executes a positive result in creating multiple steps of stress plateau of functionally graded behavior of NiTi alloy.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Additional Information: | Full text is available at http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action?institutionalItemId=4700 |
| Subjects: | T Technology T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ181-210 Mechanical movements |
| Divisions: | Kampus Kejuruteraan (Engineering Campus) > Pusat Pengajian Kejuruteraan Mekanikal (School of Mechanical Engineering) > Thesis |
| Depositing User: | Mr Mohd Jasnizam Mohd Salleh |
| Date Deposited: | 13 Jun 2019 08:58 |
| Last Modified: | 13 Jun 2019 08:58 |
| URI: | http://eprints.usm.my/id/eprint/44596 |
Actions (login required)
 |
View Item |
