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Nitinol Superelastisch Theorie

Dehnungsdiagramme bei verschiedenen Temperaturen am Beispiel einer Superelastischen Nitinol-Legierung mit einer Transformationstemperatur von 0°C.

Dargestellt ist jeweils:

1. Dehnen bis 3% Dehnung.
2. Entspannen bis Spannung = 0.
3. Dehnen.
4. Dehnen bis Material reisst.

Bei tiefen Temperaturen liegt fast ausschliesslich Martensit vor. Das Materil "fühlt sich weich an". Es bleibt eine bleibende Deformation zurück.
Das Material ist etwas steiffer. Nach einer Dehnung bis zu 3% zieht es sich wieder bis fast in die ursprüngliche Form zurück. Das Material ist superelastisch.
Jetzt liegt fast ausschliesslich Austenit vor. Das Material fühlt sich hart an. Wird es in diesem Zustand bis zu 3% gedehnt, so bleibt eine bleibende Dehnung bestehen.
In der Skizze nebenan sind zwei gleich dicke Drähte dargestellt. Die Drähte werden bei z.B. 25 °C gerade so stark gebogen, dass sie wieder vollständig zurückfedern.   Ein Draht aus superelastischem Nitinol kann mit einem rund 20 mal kleineren Radius gebogen werden als Stainless Stahl.

Die Bruchspannung liegt bei ca. 1400 MPa -> 1.4 10⁹ N/m². Im Bereich der Bruchspannung geht die superelastische Eigenschaft aber verloren.

©2003 Peter Märki