منصة الرسائل والاطاريح: دراسة سلوك التأكل والسلوك الميكانيكي لسبيكة ذاكرة الشكل بواسطة أضافة الزركونيوم

الخلاصة

السبائك ذاكرة الشكل القائمة على النحاس هي مجموعة مثيرة للاهتمام من السبائك المعدنية التي لها إمكانات واسعة النطاق في التطبيقات الطبية والصناعية بسبب خصائصها، وإمكانية إظهار سلوك ذاكرة الشكل، والمرونة الفائقة، وانخفاض تكلفة الإنتاج، وسهولة التصنيع، والتوصيل الكهربائي والحراري الأفضل. هذا العمل هو محاولة لتعزيز خصائص سبيكة ذاكرة الشكل Cu-Zn-Al من خلال استخدام بعض عناصر السبائك واستخدام طريقة التلبيد المناسبة. في الواقع، يمثل هذا العمل تحديًا حقيقيًا لتحقيق التوازن بين تقليل تبخر الزنك أثناء المعالجة والتكلفة. تم استخدام تقنية تلبيد معدلة في هذا البحث للتغلب على مشكلة تبخر الزنك أثناء المعالجة. تتضمن الطريقة الجديدة تلبيد داخل كبسولات محكمة الغلق. في هذه الدراسة تم تحضير السبائك ذات الذاكرة الشكلية القائمة على النحاس من سبيكة Cu-22Zn-4Al باعتبارها السبيكة الرئيسية بتقنية تعدين المساحيق مع نسب مختلفة من عنصر السبك. وكان عنصر السبك عبارة عن الزركونيوم بوزن (0.2 و 0.4). % إلى السبيكة الرئيسية. بعد خلط المساحيق ، تم استخدام ضغوط كبس (450، 550، 650 و 750 ميجا باسكال) لكبس السبيكة الرئيسية لاختيار أفضل ضغط للكبس. تم تحضير العينات (قطرها 12 ملم وسمكها حوالي 6 ملم) باستخدام ضغط كبس قدره 650 ميجا باسكال. ثم تمت عملية التلبيد في فرن أنبوبي مفرغ على ثلاث مراحل، المرحلة الأولى تم التسخين لدرجة حرارة (350 درجة مئوية) لمدة ساعة واحدة. المرحلة الثانية كان التسخين بدرجة حرارة (550 درجة مئوية) لمدة ساعة واحدة. والمرحلة الثالثة (850 درجة مئوية) لمدة ساعتين. بعد ذلك تم أجراء معاملة حرارية بتسخين العينات إلى درجة حرارة (850 درجة مئوية) لمدة (ساعة واحدة) ثم تم التبريد السريع بالماء البارد (20 درجة مئوية ). تم إجراء الاختبارات الفيزيائية والميكانيكية التي شملت تقنية حيود الأشعة السينية للسبيكة الرئيسية ، والكثافة الظاهرية والمسامية، وصلادة برينل، واختبار البلى الانزلاقي الجاف، وتأثير ذاكرة الشكل. تمت دراسة مراقبة البنية المجهرية بواسطة المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ومطياف الأشعة السينية المشتتة (EDS)، بالإضافة إلى استقراء تافل كاختبار تآكل لجميع العينات (لسبيكة الرئيسية وسبائك الاضافة ) في محاليل مختلفة ( حامض الهيدروكلوريك، هيدروكسيد الصوديوم و كلوريد الصوديوم ). أظهرت نتائج اختبار XRD أن هناك عدة أطوار ومركبات شبه معدنية وهي γCu5Zn8)، (AlCu)، (Cu9Al4)، (CuAl2 للسبيكة الأساسية و (Zn2Zr3) للسبائك الأضافية. أكدت نتائج صلادة برينل ان نسبة التحسن لسبيكة B وصل إلى (51%). بينما بلغت نسبة التحسن لسبيكة الملبدة بتقنية الكبسولة الى ( 44.2%) مقارنة مع السبيكة الأساسية. أظهرت نتائج اختبارات البلى الانزلاقي الجاف أن السبيكة B لديها أعلى مقاومة للبلى حيث كان مقدار الحجم المفقود هو (0.3909) ملم3. بينما بالنسبة للسبيكة A فقد بلغ مقدار الحجم المفقود (0.4465) ملم3 عند اعلى حمل (10N) مقارنة بالسبيكة الأساسية. أظهرت نتائج تأثير الشكل أن السبيكة B لديها أعلى تأثير لذاكرة الشكل بنسبة (6.153 %)، في حين بلغت نسبة السبيكة الملبدة بتقنية الكبسولة (3.82)% مقارنة بالسبيكة الأساسية. من نتائج اختبار التآكل يتبين أن السبيكة التي تحتوي على (0.4%Zr) تتمتع بمقاومة أعلى للتآكل في جميع الوسائط (HCl، NaOH، NaCl) وأن إضافة عناصر السبك يؤدي إلى تحسين مقاومة التآكل.