Physically-based constitutive modeling of NiTi intermetallic compound during hot deformation

Abstract

The hot compression behaviour of a binary nitinol alloy was studied at the temperature range of 700–1000°C under strain rate of 0.1 s^− 1. First, the constitutive descriptions of flow stress versus the Zener-Hollomon parameter were used to determine the hot working constants of the investigated material. Subsequently, it was shown that the theoretical exponent of 5 and the self-diffusion activation energy as the hot deformation activation energy can be used in the classical hyperbolic sine equation to describe the peak flow stress, which is in accordance to the deformation mechanism controlled by glide and climb of dislocations. This resulted in a simple and more reliable constitutive equation from the physical and metallurgical standpoints.

On a étudié le comportement de compression à chaud d'un alliage nitinol binaire, dans la gamme de température de 700 à 1000°C et à une vitesse de déformation de 0.1 s^− 1. En premier lieu, on a utilisé les descriptions constitutives de la contrainte d'écoulement par rapport au paramètre de Zener-Hollomon afin de déterminer les constantes du formage à chaud du matériel examiné. Subséquemment, on a montré qu'on pouvait utiliser l'exposant théorique de 5 et l'énergie d'activation d'autodiffusion comme énergie d'activation de la déformation à chaud dans l'équation classique du sinus hyperbolique pour décrire la contrainte d'écoulement de pointe, qui est conforme au mécanisme de déformation contrôlé par le glissement et l'ascension des dislocations. Ceci avait pour résultat une équation constitutive simple et plus fiable, des points de vue physique et métallurgique.

Keywords:

• Shape memory alloys
• Hot deformation
• Constitutive equations
• Dynamic recrystallisation
• Thermomechanical processing