Regular Article

Comparative study on the effect of samarium additions on thermo-mechanical behaviour of shape memory alloys

Étude comparative sur l’effet de l’holmium ajouts sur les comportements thermomécanique des alliages à mémoire de forme

¹ Department of Mechanical Engineering, Hindustan University, Chennai, Tamil Nadu, India
² Department of Mechanical Engineering, Velammal Engineering College, Chennai, Tamil Nadu, India

^* e-mail: tmanvelr@hindustanuniv.ac.in

Received: 26 November 2017
Accepted: 24 January 2018

Abstract

In the present work, a comparative study of the shape memory and thermo-mechanical behaviour of four alloys containing different amount of samarium have been carried out at a strain rate of 0.08 × 10-6s-1. After hot rolling, annealing and solution treatment, the alloy samples were tensile deformed at room temperature from 1% to 5% and were then recovered at 600 °C for 20 minutes repeatedly for six times to complete six training cycles. It is found that thermo-mechanical treatment (training) results in improvement of shape memory effect and has a significant influence on mechanical parameters like proof stress (σ: 0.002), critical stress (σ: 0.0008) and strain hardening exponent. The improvement in shape memory effect by thermo-mechanical treatment can be regarded as the effect of reduction in the values of proof stress and critical stress during training which facilitates the formation of ε (martensite). It has also been noticed that excessive training may result in the formation of ά (martensite) due to continuous softening of the alloy during training, thus degrading the shape memory effect. Finally, it has also been noticed that the addition of samarium increases the values of proof stress, critical stress and strain hardening exponent. Although the addition of samarium increases the values of proof stress, critical stress and strain hardening exponent yet it has not an adverse effect on shape memory effect. In this paper, the effect of thermo-mechanical treatment on mechanical parameters such as proof stress, critical stress, strain hardening exponent and their influence on shape memory effect is discussed.

Résumé

Dans le présent travail, une étude comparative de la mémoire de forme et de comportement thermomécanique des alliages contenant quatre montant différent de samarium ont été effectuées à un taux de déformation de 0,08 × 10-6s-1. Après le laminage à chaud, recuit et solution de traitement, l’alliage des échantillons ont été déformés à la traction à température ambiante de 1 % à 5 % et ont ensuite récupéré à 600 °C pendant 20 minutes à plusieurs reprises pour six fois à compléter six cycles de formation. Il est constaté que le traitement thermomécanique (formation) donne lieu à une amélioration de la forme d’effet mémoire et a une influence significative sur les paramètres mécaniques comme la contrainte σ (0,002), contrainte critique (σ) et de l’écrouissage 0,0008 exposant. L’amélioration de l’effet mémoire de forme par traitement thermomécanique peut être considérée comme l’effet de la réduction de la valeur de la contrainte et contrainte critique au cours de formation qui facilite la formation de martensite (ε). Il a également été remarqué que la formation excessive peut entraîner la formation de martensite (ά) en raison de l’adoucissement continu de l’alliage au cours de la formation, dégradant ainsi la forme d’effet mémoire. Enfin, il a également été remarqué que l’ajout de samarium augmente les valeurs de la contrainte critique, le stress et l’écrouissage exposant. Bien que l’ajout de samarium augmente les valeurs de la contrainte critique, le stress et l’écrouissage exposant mais il n’a pas un effet négatif sur l’effet mémoire de forme. Dans cet article, l’effet d’un traitement thermomécanique sur les paramètres mécaniques tels que la contrainte critique, le stress, l’écrouissage exposant et leur influence sur l’effet mémoire de forme est discutée.