Alliages à mémoire de forme Ni-Ti et leurs constituants

Préface sur les alliages à mémoire de forme

Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont des types d'alliages qui ont toujours tendance à "se souvenir" de leur forme d'origine. Cela signifie qu'ils se souviennent de leurs formes forgées à froid et reviennent à leurs formes pré-déformées ou originales lorsqu'ils sont chauffés. Les alliages à mémoire de forme sont également connus sous les noms d'alliages à mémoire, de métal à mémoire, de métal intelligent, d'alliages intelligents, etc. Les SMA sont généralement légers et sont utilisés dans un certain nombre d'applications. Voici quelques utilisations et applications des alliages à mémoire de forme.

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1. Principales applications des SMA

Les alliages à mémoire de forme sont utilisés dans plusieurs industries telles que l'industrie aérospatiale pour fabriquer des avions et des moteurs, pour réduire le bruit des avions, etc.
- Ces alliages intelligents sont également utilisés dans la tuyauterie, par exemple les conduites d'eau, les conduites de pétrole, etc.
- Les alliages à mémoire de forme sont également utilisés dans l'industrie automobile.
- Ces alliages sont également utilisés dans la robotique, les télécommunications, l'optométrie, la dentisterie et la médecine.
- De nombreux moteurs sont fabriqués à l'aide d'alliages à mémoire de forme et la chirurgie orthopédique est un autre domaine où ces alliages peuvent être utilisés.

2. Alliages à mémoire de forme Ni-Ti

Les alliages àmémoire de forme Ni-Ti sont des types d'alliages à mémoire de forme fabriqués à partir de nickel et de titane, en quantités à peu près égales. Outre ces deux éléments, d'autres peuvent être utilisés pour fabriquer des alliages à mémoire de forme, comme le cuivre, le zinc, l'or et le fer, mais le Ni-Ti est l'alliage à mémoire de forme le plus courant. De nombreuses raisons justifient l'utilisation de ces deux éléments pour la fabrication d'alliages intelligents, dont les principales sont présentées ci-dessous :

- Les alliages à mémoire de forme Ni-Ti sont préférables parce qu'ils sont stables, pratiques et présentent des performances thermomécaniques supérieures à celles des autres métaux.
- La limite d'élasticité des SMA à base de Ni-Ti est inférieure à celle de l'acier, mais on sait que certaines compositions peuvent donner une meilleure limite d'élasticité que le plastique et même l'aluminium. En fait, la limite d'élasticité du Ni-Ti peut atteindre 500 MPa.
- L'utilisation d'alliages à base de Ni-Ti peut entraîner un niveau élevé de déformation plastique récupérable.

3. Production de SMA en Ni-Ti

Le Ni-Ti, ou nitinol, est très difficile à créer ou à fabriquer. Cela est dû au contrôle exceptionnellement étroit de la composition qui est nécessaire et à la réactivité exceptionnellement élevée du titane. Les deux principales méthodes de fusion utilisées aujourd'hui pour obtenir du nitinol sont les suivantes :

- Refonte à l'arc sous vide - il s'agit d'une méthode dans laquelle un arc électrique est déclenché entre la matière première et la plaque de frappe en cuivre refroidie à l'eau. Cette procédure de fusion s'effectue dans un vide poussé. Le moule utilisé dans cette procédure est du cuivre refroidi à l'eau et aucun carbone n'est introduit pendant le processus de fusion.
- Fusion par induction sous vide - il s'agit d'une méthode d'obtention du nitinol qui consiste à utiliser des champs magnétiques alternatifs pour chauffer les matières premières dans un creuset. Ce processus est également réalisé sous vide poussé, à la seule différence que du carbone est introduit dans le processus.

Rien ne prouve que l'une de ces méthodes soit meilleure que l'autre et toutes deux présentent des avantages propres.