3784493658

Praca Doktorska - Anna Sapińska- Wcisło

w funkcji temperatury; 7’₀ - temperatura równowagi fazowej

Jeżeli zarodkowanie w przemianie martenzytycznej zachodzi w idealnym monokrysztale fazy macierzystej, zaś cząstka martenzytu ma kształt dysku, to zmiana energii swobodnej wynosi [47]:

2.22

gdzie: r i c odpowiednio promień i grubość cząstki martenzytu, Ag_Ch - zmiana energii swobodnej na jednostkę objętości cząstki martenzytu, Ag_sp = Ac/r - energia odkształcenia sprężystego na jednostkę objętości cząstki martenzytu, a - energia granicy międzyfazowej na jednostkę powierzchni.

Czynnik energii odkształcenia^ wyraża się wzorem:

2.23

gdzie: V - liczba Poissona, p - moduł ścinania, y i s„ - składowe odkształcenia ścinającego i normalnego.

Podstawiając wielkości do równania (2.23), uzyskuje się wartość zmiany energii swobodnej AG^P~*^M & 5 • 10³eV. Proces zarodkowania martenzytu ma, charakter heterogeniczny. Ilustrują to wyniki badań przeprowadzonych na drobnych cząstkach fazy macierzystej [47], Prawdopodobieństwo wystąpienia zarodka martenzytu w fazie macierzystej rośnie w danej temperaturze wraz ze wzrostem średnicy cząstki fazy macierzystej. Stadium zarodkowania przemiany martenzytycznej uważane jest za atermiczne - w tym znaczeniu, że podczas chłodzenia rośnie liczba zarodków jako wynik wzrostu siły napędowej przemiany. W tych warunkach rozwija się przemiana wraz ze spadkiem temperatury i jest ona względnie niezależna od czasu i szybkości chłodzenia. Jeżeli zmiana energii swobodnej jako siły napędowej przemiany znacznie przewyższa energie odkształcenia, to odkształcenie fazy macierzystej ma charakter plastyczny, przemiana przebiega spontanicznie i jest nieodwracalna. Jeżeli natomiast energia swobodna różni się niewiele od energii w stanie równowagi termodynamicznej przemiany, to przemiana ma charakter termosprężysty i jest odwracalna.

Analiza mechanizmów i procesów składających się na zjawisko pamięci kształtu doprowadziła do rozróżnienia: jednokierunkowego efektu pamięci kształtu, zjawiska pseudo sprężystości oraz dwukierunkowego efektu pamięci kształtu [48],

W jednokierunkowy efekcie pamięci kształtu można wyróżnić dwa początkowe stany [47]: a) Przedmiot o pożądanym kształcie zbudowany z fazy macierzystej zmienia przez odkształcenie swą strukturę na martenzytyczną. Po ogrzaniu do temperatury charakterystycznej, martenzyt ulega przemianie w fazę macierzystą zaś przedmiot odzyskuje swój pierwotny kształt. Tego typu efekt pamięci związany jest z odwracalną przemianą fazową wg rysunku 2.13.

18