Revista de Ingeniería Química Avanzada

Abstracto

Caracterización termoelástica dual – pseudoelástica y base cristalográfica de las transformaciones de fase en aleaciones con memoria de forma

Adiguzel O

El efecto de memoria de forma es una propiedad peculiar que exhibe una serie de sistemas de aleación llamados aleaciones con memoria de forma, que tienen características duales llamadas termoelasticidad y pseudoelasticidad, desde el punto de vista del comportamiento de la memoria. Estas aleaciones se encuentran en la clase de nuevos materiales avanzados con estas propiedades y respuesta a las condiciones externas. Dos transformaciones cristalográficas sucesivas, transformaciones martensíticas inducidas térmicamente y por tensión, gobiernan los fenómenos de memoria de forma en base cristalográfica. El efecto de memoria de forma se realiza térmicamente en un intervalo de temperatura en el calentamiento y enfriamiento después de los primeros procesos de enfriamiento y tensión, mientras que la pseudoelasticidad se realiza mecánicamente al tensar y liberar a una temperatura constante en la región de fase austenítica original de los materiales. El efecto de memoria de forma está regido por procesos de enfriamiento y tensión en el nivel de masa, y procesos de maclado y desmaclado en red en base cristalográfica. La martensita inducida térmicamente se produce junto con el maclado reticular y las estructuras de la fase madre ordenadas se convierten en estructuras de martensita maclada multivariante de manera autoacomodativa, y las estructuras de martensita maclada se convierten en martensita desmacrada por medio de la transformación martensítica inducida por tensión al aplicar tensión. La pseudoelasticidad se realiza sometiendo a tensión el material y liberándolo a una temperatura constante en la región de la fase madre, para lo cual los materiales se deforman y la recuperación de la forma se realiza simultáneamente al liberar la tensión aplicada. La pseudoelasticidad se realiza de manera no lineal; las trayectorias de tensión y liberación son diferentes en el diagrama de tensión-deformación, y el bucle de histéresis se refiere a la disipación de energía. Los procesos elementales involucrados en tales transformaciones martensíticas son esencialmente deformaciones por cizallamiento, cizalladuras invariantes de la red y barajado de planos atómicos. Las cizalladuras invariantes de la red ocurren con movimientos cooperativos de átomos en planos compactos de la red de la fase madre ordenada de manera desplazativa. El arrastre y el cizallamiento del plano atómico pueden considerarse procesos elementales activados durante las transformaciones martensíticas desplazativas. El cizallamiento invariante de la red no es uniforme en las aleaciones con memoria de forma a base de cobre y provoca la formación de estructuras martensíticas complejas en capas de período largo con maclado de la red al enfriarse. Los estudios de difracción de electrones y difracción de rayos X realizados en dos aleaciones a base de cobre CuZnAl y CuAlMn muestran que estas aleaciones exhiben reflexiones superrediculares en estado martensítico. Las temperaturas de transformación críticas de estas aleaciones están por encima de la temperatura ambiente y se encuentran en estado completamente martensítico a temperatura ambiente. Se tomaron una serie de difracciones de rayos X durante el envejecimiento a temperatura ambiente. Los resultados de difracción muestran que los ángulos de difracción y las intensidades de pico cambian con el envejecimiento. Este resultado se refiere a una nueva reacción de manera difusiva y conduce a la estabilización de la martensita.