Effect of heat treatment conditions on the phase transformation characteristics of nitinol
Küçük Resim Yok
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İdris Karagöz
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Nitinol is the most widely used shape memory alloy in medical applications. In this study, the effect of different heat treatment conditions on the phase transformation characteristics of medical-grade nitinol was investigated. Nickel-rich nitinol wires containing 50.6% nickel with a diameter of 120 ?m were used in the experimental studies. The nitinol wires were heat treated for 10 minutes at heat treatment temperatures between 540 and 570 °C. Then, nitinol wires were heat treated at a heat treatment temperature of 550 °C between 8 and 14 minutes. The austenitic and martensitic transition temperatures of these samples were measured using differential scanning calorimetry (DSC). In the experiments with 10 minutes of heat treatment time, transition temperatures decreased, and hysteresis increased with the increase in heat treatment temperature. This is related to the amount of precipitates in the structure. In the experiments carried out at 550 °C, transition temperatures decreased, and hysteresis increased with increasing heat treatment time. Experimental studies showed that the austenite finish (Af) temperature of all nitinol wire samples was below 37 °C, and they will exhibit superelasticity in the human body.
Nitinol medikal uygulamalarda en yaygın olarak kullanılan şekil hafızalı alaşımdır. Bu çalışmada farklı ısıl işlem koşullarının medikal-sınıf nitinolün faz dönüşüm karakteristikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda 120 ?m çapında ve %50,6 nikel içeren, nikel-zengin nitinol teller kullanılmıştır. Nitinol teller 540 °C ile 570 °C arasındaki ısıl işlem sıcaklıklarında 10 dakika boyunca ısıl işleme tabi tutuldu. Ardından, nitinol teller 550 °C ısıl işlem sıcaklığında 8 dakika ile 14 dakika arasında ısıl işleme tabi tutuldu. Bu numunelerin östenitik ve martenzitik geçiş sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanılarak ölçüldü. 10 dakika boyunca ısıl işleme tabi tutulan numunelerde, ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla faz geçiş sıcaklıklarında düşüş gerçekleşmiş, histerezis ise artış göstermiştir. Bu durum mikroyapıdaki çökeltilerin miktarı ile ilişkilidir. 550 °C’de ısıl işleme tabi tutulan numunelerde, ısıl işlem süresinin artışı ile birlikte faz geçiş sıcaklıkları düşmüş ve histerezis artış göstermiştir. Deneysel çalışmalar, kullanılan bütün ısıl işlem koşullarında nitinol tellerin östenit bitiş (Af) sıcaklığının 37 °C’nin altında olduğunu ve vücut içinde süperlastisite göstereceğini ortaya koymuştur.
Nitinol medikal uygulamalarda en yaygın olarak kullanılan şekil hafızalı alaşımdır. Bu çalışmada farklı ısıl işlem koşullarının medikal-sınıf nitinolün faz dönüşüm karakteristikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda 120 ?m çapında ve %50,6 nikel içeren, nikel-zengin nitinol teller kullanılmıştır. Nitinol teller 540 °C ile 570 °C arasındaki ısıl işlem sıcaklıklarında 10 dakika boyunca ısıl işleme tabi tutuldu. Ardından, nitinol teller 550 °C ısıl işlem sıcaklığında 8 dakika ile 14 dakika arasında ısıl işleme tabi tutuldu. Bu numunelerin östenitik ve martenzitik geçiş sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanılarak ölçüldü. 10 dakika boyunca ısıl işleme tabi tutulan numunelerde, ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla faz geçiş sıcaklıklarında düşüş gerçekleşmiş, histerezis ise artış göstermiştir. Bu durum mikroyapıdaki çökeltilerin miktarı ile ilişkilidir. 550 °C’de ısıl işleme tabi tutulan numunelerde, ısıl işlem süresinin artışı ile birlikte faz geçiş sıcaklıkları düşmüş ve histerezis artış göstermiştir. Deneysel çalışmalar, kullanılan bütün ısıl işlem koşullarında nitinol tellerin östenit bitiş (Af) sıcaklığının 37 °C’nin altında olduğunu ve vücut içinde süperlastisite göstereceğini ortaya koymuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Metals and Alloy Materials, Metaller ve Alaşım Malzemeleri
Kaynak
Yenilikçi Mühendislik ve Doğa Bilimleri
Journal of Innovative Engineering and Natural Science
Journal of Innovative Engineering and Natural Science
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
4
Sayı
2
