Comportamiento Superelástico en Aleaciones de Níquel-Titanio (NiTi): Nucleación y Propagación de Interfaces en un Modelo Termomecánico 1-D

Abstract

El efecto superelástico exhibido por las aleaciones con memoria de forma bajo ciclado mecánico involucra la ocurrencia de una transformación martensítica reversible. En aleaciones base NiTi policristalinas cargadas uniaxialmente el avance o retroceso de la transformación tiene lugar mediante la nucleación y propagación de interfaces o frentes localizados. En su movimiento, estos frentes intercambian calor latente modificando el campo de temperaturas del material. Teniendo en cuenta este carácter localizado de la transformación y considerando el movimiento de solo una interface, se estudiaron numéricamente los efectos térmicos autoinducidos en función de las condiciones experimentales (velocidades de elongación y ambiente circundante). Asimismo se evaluó la contribución de los mismos a la histéresis mecánica del ciclo superelástico considerando la relación entre tensiones de transformación y temperatura, en el rango de velocidades de 0,1 a 1000 mm/min. Los resultados muestran diferencias cualitativas con datos experimentales para las velocidades grandes de deformación, que podrían explicarse considerando la existencia de un mayor número de frentes de transformación. Se definió entonces, un criterio para las condiciones locales de nucleación de nuevos dominios de transformación. Adaptando el esquema de cálculo a un modelo termomecánico 1-D se simularon ciclos completos. Las curvas tensión-deformación obtenidas reproducen correctamente el comportamiento superelástico tanto en cuasiestáticas como dinámicas de ciclado.