In questa introduzione al secondo capitolo di Nitinol: The Book, Tom introduce l’effetto della memoria di forma in relazione alle trasformazioni di fase nei metalli.

2.0 La trasformazione termica da austenite a martensite e l’origine della memoria di forma

Questo post è un estratto da Nitinol: The Book, una bozza di una prossima pubblicazione di Tom Duerig, Alan Pelton e altri. Visita l’indice o l’introduzione per maggiori informazioni.

Una trasformazione martensitica è un tipo specifico di cambiamento della struttura cristallina che si verifica quando si raffreddano alcuni metalli specifici, incluso il Nitinol. La struttura cristallina che si trova alle alte temperature è la fase madre, spesso indicata come austenite, e la fase che risulta da una trasformazione martensitica è chiamata martensite. L’effetto memoria di forma è una conseguenza diretta di una trasformazione reversibile tra austenite e martensite.

Una descrizione dettagliata delle trasformazioni martensitiche può essere molto complessa ma fortunatamente non è necessaria per comprendere gli aspetti ingegneristici dei materiali a memoria di forma. In questo capitolo, viene presentata una descrizione accurata ma semplificata della trasformazione, limitata agli aspetti importanti per la progettazione e l’ingegneria. Più specificamente, vengono descritte la cristallografia e le proprietà delle due fasi chiave del Nitinol, seguite da discussioni su come avviene la trasformazione tra le due. Con le strutture cristalline adeguatamente definite, il testo esamina come la cristallografia della martensite fornisce un tipo unico di comportamento di deformazione e, infine, esamina come questi fattori si combinano per produrre l’effetto di memoria di forma termica (SME).

Nel Capitolo 3, sarà dimostrato che la trasformazione martensitica può anche essere guidata dall’applicazione di uno stress, e che così facendo dà origine alla superelasticità, ma qui ci limitiamo a discutere gli effetti della sola temperatura. Notiamo anche che c’è ancora una terza fase chiamata “fase R”, che si trova in molte condizioni di Nitinol. La fase R sarà discussa in dettaglio nel capitolo 4, ma in questo capitolo introduttivo tratteremo solo la trasformazione diretta martensite-austenite senza alcun intervento della fase R.

I lettori che non hanno familiarità con il meccanismo dell’effetto memoria di forma sono incoraggiati a familiarizzare con la Figura 1-1 prima di affrontare il materiale di questo capitolo; essa serve come una preziosa tabella di marcia per gli argomenti qui trattati.

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