التحول الطوري وخصائص سبائك النيكل والتيتانيوم
2024-07-21
التحول الطوري وأداء سبائك النيكل والتيتانيوم
سبائك النيكل والتيتانيوم هي سبائك ثنائية تتكون من النيكل والتيتانيوم. بسبب تغيرات درجة الحرارة والضغط الميكانيكي، توجد طوران بلوريان مختلفان، وهما طور الأوستينيت وطور المارتنسيت. تسلسل التحول الطوري لسبائك النيكل والتيتانيوم أثناء التبريد هو الطور الأم (طور الأوستينيت) - طور R - طور المارتنسيت. طور R له شكل معين، والأوستينيت موجود عند درجات حرارة أعلى (أعلى من درجة حرارة بدء الأوستينيت نفسها) أو في حالة غير نشطة، ويأخذ شكل مكعب، ويكون صلبًا ومستقرًا في الشكل. طور المارتنسيت موجود عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا (أقل من Mf: درجة حرارة انتهاء المارتنسيت) أو في حالة تحميل (مفعل بواسطة قوة خارجية). وهو سداسي الشكل، قابل للتمدد، متكرر، غير مستقر وسهل التشوه.
الخصائص الخاصة لسبائك النيكل والتيتانيوم
(1) مقاومة التآكل: أظهرت الدراسات أن مقاومة التآكل لأسلاك النيكل والتيتانيوم مشابهة لأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ.
(2) ذاكرة الشكل: ذاكرة الشكل هي عندما يتحول الطور الأم ذو شكل معين من درجة حرارة أعلى من Af إلى درجة حرارة أقل من Mf لتشكيل المارتنسيت، ثم يتشوه شكل المارتنسيت عند درجة حرارة أقل من Mf، ثم يُسخن إلى درجة حرارة أقل من Af ويحدث تحول عكسي. خلال هذا التحول، يستعيد المعدن شكله تلقائيًا في الطور الأم. في الواقع، تأثير ذاكرة الشكل هو تحول طوري حراري محفز في سبائك النيكل والتيتانيوم.
(3) أداء جيد في امتصاص الصدمات: كلما زادت الاهتزازات التي تسببها المضغ وطحن الأسنان الليلي على الأسلاك القوسية، زاد الضرر لجذور الأسنان والأنسجة المحيطة. من خلال تجارب التخميد المختلفة، وجد الباحثون أن مدى اهتزاز أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ أكبر من أسلاك النيكل والتيتانيوم فائقة المرونة، حيث أن مدى الاهتزاز الابتدائي لأسلاك النيكل والتيتانيوم فائقة المرونة هو نصف مدى أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ فقط، مما يمنحها خصائص جيدة في الاهتزاز وامتصاص الصدمات. الأسلاك القوسية مهمة لصحة الأسنان، حيث أن الأسلاك التقليدية مثل أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ غالبًا ما تزيد من امتصاص جذور الأسنان.
(4) حساسية لتغيرات درجة حرارة الفم: قدرة تقويم الأسنان لأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ وأسلاك سبائك CoCr لعظام الأسنان لا تتأثر بشكل أساسي بدرجة حرارة الفم. قدرة تقويم أسلاك النيكل والتيتانيوم فائقة المرونة تتغير مع تغير درجة حرارة الفم. عندما يكون مقدار التشوه ثابتًا، تزداد قدرة التقويم مع ارتفاع درجة الحرارة. من ناحية، يمكن أن يسرع ذلك حركة الأسنان لأن تغير درجة حرارة الفم يحفز تدفق الدم في المناطق التي يحدث فيها ركود دموي بسبب توقف الشعيرات الدموية الناجم عن جهاز التقويم، مما يوفر تغذية كافية لخلايا الإصلاح أثناء حركة الأسنان للحفاظ على حيويتها ووظيفتها الطبيعية. من ناحية أخرى، لا يستطيع أطباء التقويم التحكم أو قياس قدرة التقويم بدقة في بيئة الفم.
(5) تصحيح لطيف: الأسلاك المستخدمة تجاريًا في تقويم الأسنان تشمل أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أسلاك الكوبالت-كروم-نيكل، أسلاك النيكل-كروم، الأسلاك الأسترالية، الأسلاك الذهبية والأسلاك التيتانية. تحت ظروف اختبار الشد وثلاث نقاط الانحناء، منحنى الحمل-الإزاحة لأسلاك النيكل والتيتانيوم يظهر أدنى وأسطح منصة تفريغ، مما يشير إلى أنها توفر قدرة تصحيح أكثر استمرارية ونعومة.
(6) مقاومة السمية: التركيب الكيميائي الخاص لسبائك ذاكرة الشكل من النيكل والتيتانيوم، والتي تحتوي على حوالي 50% نيكل، معروف بتأثيراته المسرطنة والمحفزة للسرطان. عادةً، يعمل أكسيد التيتانيوم كطبقة حاجزة على سطح السبائك، مما يمنح سبائك النيكل والتيتانيوم توافقًا حيويًا جيدًا. طبقة السطح TiXOy وTixNiOy يمكن أن تثبط إطلاق النيكل.
(7) ما يسمى بالمرونة الفائقة تعني ظاهرة حيث يحدث تشوه في العينة تحت تأثير قوة خارجية أكبر بكثير من حد المرونة، ويمكن أن يعود هذا التشوه تلقائيًا عند إزالة الحمل. بمعنى آخر، في حالة الطور الأم، يحدث تحول طور المارتنسيت المحفز بالإجهاد بسبب تطبيق الإجهاد، مما يجعل السبائك تظهر خصائص ميكانيكية مختلفة عن المواد العادية، حيث يكون حد المرونة أكبر بكثير من المواد العادية ولا يتبع قانون هوك بعد الآن. بالمقارنة مع خاصية ذاكرة الشكل، لا تتضمن المرونة الفائقة الحرارة. باختصار، المرونة الفائقة تعني أن الإجهاد لا يزداد مع زيادة التشوه ضمن نطاق معين. يمكن تقسيم المرونة الفائقة إلى مرونة فائقة خطية وغير خطية. في الأولى، يكون منحنى الإجهاد-التشوه تقريبًا خطيًا. المرونة الفائقة غير الخطية تعني أنه في نطاق درجة حرارة معين أعلى من Af، يحدث تحول طور المارتنسيت المحفز بالإجهاد وعكسه أثناء التحميل والتفريغ، مما يؤدي إلى هذه الظاهرة. لذلك، تسمى المرونة الفائقة غير الخطية أيضًا بالمرونة الطورية. يمكن أن تصل المرونة الطورية لسبائك النيكل والتيتانيوم إلى حوالي 8%. يمكن أن تتغير المرونة الفائقة لسبائك النيكل والتيتانيوم مع تغير ظروف المعالجة الحرارية. فوق درجة حرارة C، تبدأ المرونة الفائقة في الانخفاض.
التالي:
الأخبار ذات الصلة
خط الاستشارة:
البريد الإلكتروني للتواصل:
العنوان:
مبنى 19، وادي لياندونغ U، شارع سانهي، منطقة هوييانغ، مدينة هويتشو
تابع على ويشات
أضف على ويشات