Etapa I – Un studiu al factorilor care favorizează termoelasticitatea în aliajele superelastice cu memoria formei pe bază de Fe

1.1 Obținerea semifabricatelor pentru laminarea la cald

Probele au fost produse la S.C. R & D Consultanță și Servicii București, cu care s-a încheiat un contract de prestări servicii, sub formă de elaborare lingouri. Lingourile au fost elaborate de către furnizor, într-un cuptor de inducție cu levitație, tip FIVES CELES, având puterea 25 kW, temperatura de topire peste 20000C, vacuum primar 10-4 mbar; vacuum secundar 3 x 10-8 mbar, cu topire în vid, cu turnare directă în lingotieră (diametrul de 20 mm). După recepție, lingourile au fost supuse la diverse tratamente termice, în conformitate cu procedeul experimental utilizat în alte cazuri similare (Tseng et al. 2016). Fig.1 prezintă două exemple de semifabricate tăiate prin electroeroziune, cu fir de Mo (ø 0,18 mm), pe o mașină DEM 320, din lingorile probelor 1 și 7.

Fig.1. Exemple ale modului de tăiere a lingourilor în vederea obținerii probelor pentru laminarea la cald: (a) tăierea lingoului probei nr. 1 de Fe₄₁Ni₂₈Co₁₇Al1_11.5Ta_2.5; (b) tăierea lingoului probei nr. 7, de Fe_43.5Mn₃₄Al₁₅Ni_7.5

Fig.2 Macrografii ale unor semifabricate care prezintă fisuri, după laminarea la cald: (a) semifabricatul 1.1 din proba de Fe₄₁Ni₂₈Co₁₇Al1_11.5Ta_2.5; (b) semifabricatul 7.2 din proba de Fe_43.5Mn₃₄Al₁₅Ni_7.5, cu detaliu al fisurilor

1.2. Reducerea grosimii probelor (t)

Reducerea grosimii probelor, s-a efectuat, mai întâi, prin laminare la cald, cu ajutorul unui laminor experimental, cu puterea de 800 W, echipat cu un cuptor electric cu tub de cuarț care se poate încălzi până la 1100⁰C. Pentru a se evita tendința de fisurare la răcire, după fiecare trecere, probele au fost imediat reintroduse în tubul de cuarț, cuptorul electric fiind în permanență pornit (Suru, et al., 2015).

1.3. Teșirea muchiilor

După laminarea la cald, marginile semifabricatelor prezintă o serie de crăpături și fisuri care, la prelucrările ulterioare de deformare plastică pentru reducerea grosimii, pot evolua, riscând să distrugă integritatea probei. Fig.2 prezintă două exemple de fisuri după laminarea la cald. După o nouă șlefuire mecanică, însoțită de teșirea muchiilor, probele recoapte au fost laminate la rece, cu ajutorul unui laminor experimental din dotarea Facultății de Inginerie de la Universitatea „Dunărea de Jos” din Galați.

1.4. Determinarea granulației medii (D)

Pentru inducerea creșterii anormale a grăunților cristalini s-a aplicat un tratament termomecanic. Pentru determinarea granulației medii a probelor, au fost proiectate și realizate menghine speciale, destinate prinderii „în pachet” a probelor obținute. Determinarea granulației probelor s-a efectuat cu ajutorul software-ului OPTIKAM B5, din dotarea microscopului OPTIKA XDS-3 MET.

Fig.3 Micrografii optice ale semifabricatului 9.2 al probei Fe_43.5Mn₃₄Al_16.5Ni₆ în stare tratată termic complet, atacată chimic cu o soluție de Nital 4 %: (a) zonă cu grăunți cu creștere incompletă; (b) detaliu de măsurare a trei dintre grăunți