Studying Wear Behavior of Ni-Ti- Ag Shape Memory Alloy Synthesized by P/T

Abstract

Because of the unique properties, Ni-Ti based shape memory alloys (SMAs) are increasingly attractive for a wide variety of engineering applications such as actuators, biomedical, or robot coupling. In this work, a third alloying element, namely nanoparticles of Ag (which is insoluble in Ni-Ti matrix), is added by powder technology to the Ni-Ti alloy to produce a Ni-Ti-Ag alloy. The Nanoparticles of the Ag element are added at 3, 5, 7, and 10 wt. % to produce four alloy specimens with different mixtures. The mixing process was done by a horizontal mixer for 120 min with a speed of 350 rpm, and then the mixture was compacted by using a compacting pressure of 600 MPa. Afterward, the compacted specimens were sintered at 600/min for 6 hrs. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to evaluate the microstructure and phases of the products. DSC examination was used to characterize the phase transformation temperatures in heating and cooling. Wear behavior was defined by using the pin-on-disc technique, and the hardness of the samples was calculated using Vickers's hardness apparatus. The results of this work showed that the nano-Ag added at 7 and 10 wt. % were distributed homogeneously in the Ni-Ti matrix, and that Ag slightly decreased hardness and increased the wear rate. The value of shape memory effect (SME) for the produced alloy was about 89.9% and the phase transformation in heating was at a temperature of about 186.48 and in cooling of about 140.3 for the specimen that contains 10 wt.% Ag nanoparticles.

Toz Metalurjisi ile Üretilen Şekil Hafızalı NiTi Alaşımlarında Nb Parçacık İlavesinin Mikroyapı ve Sertlik Üzerine Etkisi

“…Bununla birlikte bu yöntem ile sonraki talaşlı işlemleri büyük ölçüde ortadan kaldırılarak, son şekil veya son şekle yakın olan karmaşık şekillerde, kontrol edilebilir gözenekli yapıya sahip parçaların seri üretimi sağlanır, döküm sırasında segregasyon nedeniyle meydana gelebilecek hatalar ise önlenmiş olur [13]. Bu durum çoğunlukla NiTi alaşımları üretiminde döküm teknolojisinin yanı sıra toz metalürjisi teknolojisinin de tercih edilme sebebidir [10].…”

“…Yüksek darbe sönümleme kapasiteleri, süperelastiklik ve canlı dokuların büyümesini sağlayan ayarlanabilir eşit dağılmış gözenekli yapıya sahip olması nedeniyle sert doku implantı olarak tercih edilmektedirler [7,8]. Bu alaşımların üretiminde çoğunlukla döküm ve toz metalürjisi teknolojileri kullanılabilmektedir [9,10]. Ancak döküm teknolojisinde küçük parça boyutlu ve karmaşık geometriye sahip şekil hafızalı parçaların maliyeti ve imalatı zor olabilmektedir.…”