بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC)

در سال های اخیر، آلیاژهای حافظه دار مخصوصا آلیاژ نیکل- تیتانیوم، به عنوان گروهی از مواد هوشمند مورد توجه صنایع بسیاری قرار گرفته اند. پدیده تغییر فاز مارتنزیتی در آلیاژ های حافظه دار، مهم ترین عامل در بروز رفتار منحصر به فرد آن ها می باشد. در این مقاله، تشکیل مارتنزیت متاثر از تنش در نوک ترک نمونه-های سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم (% 8/50 نیکل) به کمک روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC) مورد بررسی قرار گرفت. به طور خاص، نمونه های ترک لبه ای (SEC) تحت بارگذاری مکانیکی خستگی قرار گرفتند و اندازه طول ترک و همچنین میدان های جابجایی در نوک ترک نمونه ها به کمک تکنیک DIC اندازه گیری و محاسبه شدند. کنترل طول ترک در طی آزمایش خستگی، با استفاده از دوربینی با بزرگنمایی بالا انجام شد. در ادامه، ضرایب شدت تنش بر اساس استاندارد بین المللی ASTM E647-15 بدست آمدند. نتایج بدست آمده از تحلیل شکست نمونه های سوپر الاستیک نشان می دهند که با افزایش مقدار نسبت بار (R)، مقادیر ضریب شدت تنش آستانه خستگی کاهش پیدا می کنند. در مقاله حاضر، برای نسبت بار 05/0 R= در طی فرآیند رشد ترک، مقدار آستانه خستگی برابر با 〖∆K〗_th=17 MPa√m می باشد، در حالیکه مقدار ضریب شدت تنش، پیش از گسیختگی نهایی در حدود MPa√m 35 برآورد شد. همچنین، به عنوان روشی نوین در مشاهده پدیده تغییر فاز مارتنزیتی، تصاویر بدست آمده از تحلیل DIC، تشکیل مارتنزیت متاثر از تنش در نوک ترک نمونه ها را نشان دادند.