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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter June 11, 2013

Microstructural Investigation of Hard Phases in As-Cast Ni-Ti Memory Alloy

Gefügeuntersuchung von harten Phasen in einer Ni-Ti-Gedächtnislegierung im Gusszustand
Sadegh Badakhshan Raz and S. K. Sadrnezhaad
From the journal Practical Metallography


Ti4Ni2O, Ti4Ni2N, TiC and Ti2Ni are brittle compounds usually formed during production and processing of the Ti-Ni SMA alloys. These compounds adversely affect on workability and shape memory properties of the alloy. This paper presents most recent findings related to the morphologies of various inclusions and Ti-Ni phases formed during and after vacuum induction melting and casting of Ti-45wt.% Ni material. Cast samples were mechanically and/or electrolytically polished and etched. Extensive optical and scanning electron microscopic studies were carried out to characterize the composition and microstructure of the as cast Ti-Ni alloys. Results indicated that mechanical polishing followed by etching was not proficient to reveal sufficient data on physical specifications and morphological changes of the born brittle oxide and nitride and carbide phases. An innovative set of electropolishing/etching conditions was, therefore, prescribed to yield detailed information on morphologies of the brittle phases. Experimental conditions were devised for characterization of the Ti2Ni precipitates, as well.


Ti4Ni2O, Ti4Ni2N, TiC und Ti2Ni sind spröde Bestandteile, die üblicherweise während Produktion und Bearbeitung von Ti-Ni-Formgedächtnislegierungen gebildet werden. Diese Bestandteile beeinflussen nachhaltig Bearbeitbarkeit und Eigenschaften des Formgedächtnisses der Legierung. Die vorliegende Arbeit stellt die neuesten Ergebnisse hinsichtlich der Morphologien der verschiedenen Einschlüsse und der Ti-Ni-Phasen vor, die während und nach dem Vakuuminduktionsschmelzen und Gießen des Ti-45 Gew.-%-Ni Materials gebildet werden. Gussproben wurden mechanisch und/oder elektrolytisch poliert und geätzt. Umfangreiche optische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen wurden zur Charakterisierung von Zusammensetzung und Gefüge der Ti-Ni-Gusslegierungen durchgeführt. Die Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass mechanisches Polieren mit nachfolgendem Ätzen nicht geeignet war, ausreichend Daten der physikalischen Spezifikationen und der morphologischen Veränderungen der entstandenen spröden Oxid-, Nitrid- und Karbidphasen zu erhalten. Eine innovative Zusammenstellung der Bedingungen des Elektropolierens/Ätzens wurde daher beschrieben, um detaillierte Informationen zur Morphologie der spröden Phasen zu erhalten. Ebenso wurden experimentelle Bedingungen zur Charakterisierung der Ti2Ni-Ausscheidungen entwickelt.


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Received: 2004-7-15
Accepted: 2005-1-4
Published Online: 2013-06-11
Published in Print: 2005-09-01

© 2005, Carl Hanser Verlag, München

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