Análisis con resolución de grano de la deformación localizada en el alambre de níquel-titanio bajo carga de tracción

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Mecánica de los sólidos
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de níquel-titanio (NiTi) con memoria de forma se someten a una transformación martensítica inducida por tensión.
• Esta transformación se caracteriza por la propagación de frentes de deformación localizados.
• Comprender la micromecánica de estos frentes es crucial para predecir el comportamiento del material.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las cepas elásticas y las tensiones en austenita que rodean un frente de transformación martensítico.
• Para aclarar el papel de las tensiones locales en la propagación localizada de la transformación.
• Establecer la relación entre las tensiones individuales de los granos y el campo macroscópico de tensiones internas.

Principales métodos:

• Difracción tridimensional de rayos X de sincrotrón con una resolución a escala micrométrica.
• Imágenes in situ de un alambre de níquel-titanio sometido a tensión.
• Simulaciones de elementos finitos para modelar campos de deformación y tensión localizados.

Principales resultados:

• Las tensiones locales en los granos de austenita se modifican significativamente antes de la interfaz de transformación.
• Las tensiones de corte elevadas en la interfaz en forma de cono de la nariz se correlacionan con la transformación localizada.
• Se observó un cruce de tensiones a nivel de grano a un campo de tensión interno macroscópico.

Conclusiones:

• La naturaleza localizada de la transformación martensítica en NiTi es impulsada por tensiones de corte elevadas en la interfaz de transformación.
• La difracción de rayos X del sincrotrón proporciona una visión crítica de las distribuciones de tensión micromecánica.
• El modelado de elementos finitos racionaliza con éxito las observaciones experimentales de los campos de tensión y la topología del frente de transformación.