Dans cette introduction au deuxième chapitre de Nitinol : The Book, Tom présente l’effet de mémoire de forme en relation avec les transformations de phase dans les métaux.

2.0 La transformation thermique de l’austénite à la martensite et l’origine de la mémoire de forme

Ce billet est un extrait de Nitinol : The Book, une ébauche de travail d’une publication à venir par Tom Duerig, Alan Pelton, et d’autres. Visitez la table des matières ou l’introduction pour plus d’informations.

Une transformation martensitique est un type spécifique de changement de structure cristalline qui se produit lors du refroidissement de certains métaux spécifiques, dont le Nitinol. La structure cristalline que l’on trouve à haute température est la phase mère, souvent appelée austénite, et la phase qui résulte d’une transformation martensitique est appelée martensite. L’effet de mémoire de forme est une conséquence directe d’une transformation réversible entre l’austénite et la martensite.

Une description détaillée des transformations martensitiques peut être très complexe mais n’est heureusement pas nécessaire pour comprendre les aspects techniques des matériaux à mémoire de forme. Dans ce chapitre, une description précise mais simplifiée de la transformation est présentée, en se limitant aux aspects importants pour la conception et l’ingénierie. Plus précisément, la cristallographie et les propriétés des deux phases clés du Nitinol sont décrites, suivies de discussions sur la façon dont la transformation entre les deux a lieu. Avec les structures cristallines adéquatement définies, le texte examine comment la cristallographie de la martensite fournit un type unique de comportement de déformation, puis finalement, il examine comment ces facteurs se combinent pour produire l’effet thermique de mémoire de forme (SME).

Dans le chapitre 3, il sera démontré que la transformation martensitique peut également être conduite par l’application d’une contrainte, et que cela donne lieu à une superélasticité, mais ici nous limitons la discussion aux effets de la température seule. Nous notons également qu’il existe une troisième phase appelée « phase R », que l’on retrouve dans de nombreuses conditions de Nitinol. La phase R sera discutée en détail dans le chapitre 4, mais dans ce chapitre d’introduction nous ne traiterons que la transformation directe martensite-austenite sans aucune intervention de la phase R.

Les lecteurs qui ne sont pas du tout familiers avec le mécanisme de l’effet de mémoire de forme sont encouragés à se familiariser avec la figure 1-1 avant d’attaquer le matériel de ce chapitre ; elle sert de carte routière précieuse pour les sujets traités ici.

  1. GB Olson et WS Owen, Martensite, ASM International (1992).