sie einer Temperaturänderung oder einer Krafteinwirkung unterliegen, wobei die Ausmaße dieser [Trainings
Formänderung um vieles größer sind als elastische oder thermische Dehnungen. Materialien, die acer
dieses außergewöhnliche metallphysikalische Verhalten zeigen, finden zunehmend Anwendung in . del
der Luft- und Raumfahrt, in der Fahrzeugindustrie, in der Datenverarbeitung oder in der Steuer- und Martensi
Regelungstechnik. Gerade im zuletzt genannten Bereich eröffnen sich für Shape Memory Alloys Trainings
zum Beispiel im Einsatz als Aktoren sehr viele Möglichkeiten. Besonders bei kleinen im
Stellelementen wire die Anwendung des intrinsischen Zweiwegeffektes — darunter versteht man ein fier
antrainiertes Materialverhalten, bei dem die Probe allein durch Andern der Temperatur zwischen fein
zwei verschiedenen Kristallmodifikationen unter Ausführung einer makroskopischen 5
Formänderung hin- und herwechselt — sehr vorteilhaft (Bild 1). Die in diesem Fall nicht nötigen
Rückstellkräfte machen die konstruktive Ausführung viel einfacher. Anwendungen des
intrinsischen Zweiwegeffektes sind heute noch eher selten, und viel häufiger finden die beiden
anderen Phänomene von Formgedächtnislegierungen — Pseudoplastizität oder Einwegeffekt und
Pseudoelastizität — Einsatz in verschiedenen Bereichen. Grundvoraussetzung für die Nutzung des
Ki Zweiwegeffektes ist eine vorausgehende thermomechanische
An Trainingsbehandlung, bei der das Formgedächtnismaterial zum
Beispiel unter konstanter äußerer Krafteinwirkung thermischen
he. Zyklen unterworfen wird [1]. Dabei wird eine bestimmte
= HS £ Mikrostruktur erzeugt, die in weiterer Folge für die Ausbildung
S i 2m bevorzugter Martensitvarianten beim Abkiihlen verantwortlich ist [2].
So Somit werden bei jeder Umwandlung weitgehend die gleichen
2 EE Martensitvarianten gebildet, was makroskopisch mit der gleichen Bild 2: De
Bild 1: Zweiw egeffekt: äußeren Formänderung verbunden ist. Ein großes Problem, mit dem Training ©
gw: Zweiwegdehnung sich Konstrukteure und Anwender konfrontiert sehen, ist die Te
Ermiidung des Zweiwegeffektes (ZWE). Idealerweise sollen Memory hn
— Legierungen die antrainierte Forminderung auch nach oftmaliger Anwendung in gleicher Weise .
ausführen wie zu Beginn, aber aufgrund verschiedener irreversibler mikrostruktureller Vorgänge S
verändern sich im Laufe der thermischen Zyklen die äußeren Dimensionen in Austenit und |
Martensit und mit ihnen auch die Zweiwegeffektgröße [3]. Da die Mikrostruktur das file:
Zweiwegverhalten allgemein entscheidend beeinflusst, soll mit der Wahl der drei Die not
Legierungssysteme und somit sehr unterschiedlicher mikrostruktureller Gefügebeschaffenheit ein vorgenon
umfassender Überblick über die Wirkungsweise der einzelnen Parameter erarbeitet werden. Proben
kaltverfe
UNSER
Experimentelles feines G
An Drahtproben mit 3mm Durchmesser — im Anlieferungszustand 13,5% kaltverfestigt — wird ein zu Grol
linearer Zweiwegeffekt durch thermomechanisches Training bei einer konstanten Zugspannung von Wärmeh
100 MPa für die Ni-Basis-Legierungen und 140 MPa für die CuAINi Legierung induziert. Für lichtmik
erstere Legierungen erwies sich die Anzahl von 25 thermischen Trainingszyklen als ausreichend,
während für die Cu-Basis-Legierung 50 Zyklen zur Induzierung des Zweiwegeffektes notwendig
waren. Die genaue Auswahl der Trainingsparameter war bereits Gegenstand früherer Ergebz
Untersuchungen [4]. Die Erwärmung der Proben erfolgte durch direkten Stromdurchgang, gekühlt To Ber
wurde mit Druckluft. Mittels Dehnungsaufnehmer wurde die äußere Formänderung während der n einer
thermischen Zyklen gemessen. Der schematische Ablauf einer Trainingsbehandlung ist in Bild 2 zu verglich
sehen, wobei der Verlauf der Dehnung als Folge der Temperaturänderung als Funktion der Zeit Zac
aufgetragen ist. Die höheren Dehnwerte entsprechen denen des Martensits, die niedrigeren # HE
Dehnungen entstehen nach Umwandlung in Austenit. Ein Zyklus bedeutet eine Vorwärts -und eine vo
Riickwirtstransformation, das heifit einmal Abkiihlen unter die Martensit-Finish-Temperatur und Tre
einmal Aufheizen iiber die Austenit-Start-Temperatur. Jener Dehnungsanteil, der sich wahrend des whos
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