376 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999)
Einsatztemperaturen zudem noch wesentlich verschärft. Dementsprechend schwer ist es, die Stabi-
lität der funktionellen Eigenschaften zu gewährleisten, und genaue Kenntnisse der im Einsatz
möglichen Gefügeänderungen sind von besonderer Bedeutung.
In CuAINi Legierungen können die Phasenumwandlungstemperaturen durch Einstellung eines
grobkörnigen Gefüges noch zusätzlich angehoben werden [1]. Diese Absicht wurde auch in der
vorliegenden Arbeit verfolgt und entsprechende Wärmebehandlungen durchgeführt. Am Beispiel
des intrinsischen Zweiwegeffektes, der wesentlich von der vorliegenden Mikrostruktur beeinflußt
wird, sollte des weiteren auch der Einfluß der Korngröße auf die funktionellen Eigenschaften stu-
diert werden.
Experimentelles
Die Untersuchungen wurden an einer Legierung der Zusammensetzung Cu-12,9A1-3,9Ni-0,02B
(Gew.%) durchgeführt. Aufgrund der eingeschränkten Duktilität dieser Legierung wurde die Draht-
form von 3 mm Durchmesser durch Heißextrusion hergestellt. Der Formgedächtniseffekt ist im Sy-
stem CuAINi mit der krz Hochtemperaturphase ß verbunden, die bei Abkühlung zunächst eine
Uberstruktur vom Typ DO; bildet und sodann bei Unterschreitung einer kritischen Temperatur M;
(Martensit-Start Temperatur) eine martensitische Phasenumwandlung in die Modifikaton PB,” erféhrt
[2]. Da PB jedoch bei den Temperaturen, bei denen es zur Martensitbildung kommt, meist thermody-
namisch nicht mehr stabil ist, erfordert es eine besondere Wärmebehandlung, um ß bis zu tiefen
Temperaturen zu erhalten. Diese besteht in einer Betatisierung des Materials durch eine Glühung
bei 800°C mit einer anschließenden Abschreckung in Wasser, um den eutektoiden Zerfall von ß in
die Gleichgewichtsphasen @ und yı zu unterdrücken. Um eine Variation der Korngröße zu er-
reichen, wurden unterschiedlich lange Betatisierungsglühungen durchgeführt. Sämtliche Wärmebe-
handlungen, die durchwegs in einem Vakuumofen erfolgten, sind für die einzelnen Probenzustände
in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die Bestimmung der Phasenumwandlungstemperaturen erfolgte
mittels Differential-Thermoanalyse (DSC). Die lichtmikroskopische Untersuchung der Gefüge
wurde zum grofien Teil an polierten Schliffen unter Verwendung von polarisiertem Licht durchge-
fithrt. Bei zu schwachem Kontrast wurden die Schliffe leicht angeétzt (100 ml dest. Wasser, 10g
Ammoniumpersulfat, 90s). Die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften erfolgte anhand
von Zugversuchen.
Die thermomechanische Trainingsbehandlung zur Induzierung des Zweiwegverhaltens bestand in
thermischen Zyklen ausgeführt bei konstanter Spannung. Die Erwärmung der Drahtproben erfolgte
dabei durch direkten Stromdurchgang, die Kühlung mittels Preßluft.
Ergebnisse und Diskussion
Bild 1 zeigt ein Beispiel einer DSC-Kurve, wie sie zur Bestimmung der Transformationstemperatu-
ren aufgenommen wurden. Die martensitische Transformation stellt eine exotherme Reaktion dar,
die Riicktransformation verlduft entsprechend endotherm. Die Temperaturen Ms und Mr kennzeich-
nen Beginn und Ende der Vorwirtstransformation, As und Ay das Temperaturintervall der Riick-
transformation. Es ist ersichtlich, da die Legierung bei Raumtemperatur in vollkommen martensiti-
schem Zustand vorliegt und die Transformation einstufig erfolgt.
Cu-Basis Formgedächtnislegierungen neigen generell stark zu Kornwachstum [3]. Die geringe
Menge an zulegiertem Bor bewirkt zwar ein feines Gußgefüge, kann jedoch das Kornwachstum
während der Betatisierungsglühung nicht verhindern. Bilder 2 und 3 vergleicht das Gefüge zweier
Proben die unterschiedlich lange bei 800 °C geglüht wurden. Während die Korngröße in der nur
kurz betatisierten Probe KO etwa 50 um betrigt, erreicht sie in Probe L1 beinahe 400 um. Das Ge-
