Influenza del ciclaggio termo-meccanico su comportamento a memoria di forma di una lega NiTi

L’obiettivo principale del presente lavoro è stato quello di studiare l’effetto di elevati cicli termomeccanici di una lega NiTi a memoria di forma sulla capacità di recuperare la propria configurazione austenitica. Dal filo di partenza (0,636 mm di diametro) fornito dalla Memory Metalle è stata realizzata una molla di 14 spire, ciascuna di 3,5 mm di diametro. Prima del trattamento termico per imprimere al filo la forma voluta si è proceduti con la caratterizzazione meccanica del filo stesso con prove di microdurezza Vickers e microstrutturale tramite microscopia ottica e analisi d’immagine. Per sottoporre la molla ad una prova di ciclaggio automatizzata è stato realizzato un apposito dispositivo. Il passo successivo è stato quello di individuare i tempi da usare nella prova per trovare un giusto compromesso tra il tempo di riscaldamento per passaggio di corrente attraverso il filo in NiTi e quello di raffreddamento naturale per il ritorno della molla alla forma iniziale sotto l’azione di una forza costante. La soluzione ottimale è stata la seguente: tempo ciclo di 37 secondi, di cui 7 secondi per fornire corrente e scaldare la molla al di sopra di Af e 30 secondi per il successivo raffreddamento. A intervalli regolari di ciclaggio della molla sono state eseguite misure della sua corsa e di conseguenza della lunghezza recuperata. E’ stato possibile determinare l’andamento della capacità di recupero della forma in funzione del numero di cicli di riscaldamento-raffreddamento cui essa è stata sottoposta. Sono stati così valutati gli effetti delle deformazioni plastiche sul materiale a seguito del ciclaggio termico e sul comportamento a memoria di forma dell’elemento stesso. Per completare la caratterizzazione sono state eseguite anche su campioni prelevati dal materiale invecchiato misure di microdurezza Vickers e osservazioni di microscopia ottica con analisi d’immagine, al fine di correlare la capacità di recupero della forma con la variazione di microstruttura della lega.