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Erschienen in: Applied Composite Materials 6/2018

29.12.2017

Insight into the Effects of Reinforcement Shape on Achieving Continuous Martensite Transformation in Phase Transforming Matrix Composites

verfasst von: Xudong Zhang, Junqiang Ren, Xiaofei Wang, Hongxiang Zong, Lishan Cui, Xiangdong Ding

Erschienen in: Applied Composite Materials | Ausgabe 6/2018

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Abstract

A continuous martensite transformation is indispensable for achieving large linear superelasticity and low modulus in phase transforming metal-based composites. However, determining how to accurately condition the residual martensite in a shape memory alloy matrix though the reinforcement shape to achieve continuous martensite transformation has been a challenge. Here, we take the finite element method to perform a comparative study of the effects of nanoinclusion shape on the interaction and martensite phase transformation in this new composite. Two typical samples are compared: one reinforced by metallic nanowires and the other by nanoparticles. We find that the residual martensite within the shape memory alloy matrix after a pretreatment can be tailored by the reinforcement shape. In particular, our results show that the shape memory alloy matrix can retain enough residual martensite phases to achieve continuous martensite transformation in the subsequent loading when the aspect ratio of nanoreinforcement is larger than 20. In contrast, the composites reinforced with spherical or low aspect ratio reinforcement show a typical nonlinear superelasticity as a result of a low stress transfer-induced discontinuous martensite transformation within the shape memory alloy matrix.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Hao, S., Cui, L., Jiang, D., Han, X., Ren, Y., Jiang, J., Liu, Y., Liu, Z., Mao, S., Wang, Y., Li, Y., Ren, X., Ding, X., Wang, S., Yu, C., Shi, X., Du, M., Yang, F., Zheng, Y., Zhang, Z., Li, X., Brown, D.E., Li, J.: A transforming metal nanocomposite with large elastic strain, low modulus, and high strength. Science. 339(6124), 1191–1194 (2013). https://doi.org/10.1126/science.1228602 CrossRef Hao, S., Cui, L., Jiang, D., Han, X., Ren, Y., Jiang, J., Liu, Y., Liu, Z., Mao, S., Wang, Y., Li, Y., Ren, X., Ding, X., Wang, S., Yu, C., Shi, X., Du, M., Yang, F., Zheng, Y., Zhang, Z., Li, X., Brown, D.E., Li, J.: A transforming metal nanocomposite with large elastic strain, low modulus, and high strength. Science. 339(6124), 1191–1194 (2013). https://​doi.​org/​10.​1126/​science.​1228602 CrossRef
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Metadaten
Titel
Insight into the Effects of Reinforcement Shape on Achieving Continuous Martensite Transformation in Phase Transforming Matrix Composites
verfasst von
Xudong Zhang
Junqiang Ren
Xiaofei Wang
Hongxiang Zong
Lishan Cui
Xiangdong Ding
Publikationsdatum
29.12.2017
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Applied Composite Materials / Ausgabe 6/2018
Print ISSN: 0929-189X
Elektronische ISSN: 1573-4897
DOI
https://doi.org/10.1007/s10443-017-9671-z

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