The Effect of Adding Alloying Element Yttrium and Tantalum on Mechanical Properties of NiTi Shape Memory Alloy

 لقد زاد استخدام سبائك الذاكرة (النيكل – تيتانيوم) في التطبيقات الهندسية المختلفة وكذلك في التطبيقات الطبية الحيوية.وكان الهدف من هذه الدراسة اولا دراسة تأثير اختلاف ضغط الكبس ودورات التلبيد على عدة اختبارات فيزيائية مثل الأشعة السينية ، والمسامية والكثافة الظاهرية ، فضلا عن الاختبارات الميكانيكية مثل ميكروهاردنيس، خشونة السطح، و ثانيا دراسة تأثير عناصر السبك من الإيتريوم والتنتالوم على ميكروهاردنيس و خشونة السطح للسبائك المتذكرة للشكل. وقد تم تحضير عدة سبائك بواسطة تقنية مساحيق المعادن. تم إجراء صلادة فيكرز، قياسات خشونة السطح، تحليل حيود الاشعة السينية، المسامية والكثافة الظاهرية . وقد تبين أن اختبارات حيود الاشعة السينية لجميع العينات لها نفس النتائج من الطورين في درجة حرارة الغرفة هما  (NiTi و Ni3Ti سداسي الشكل) . أظهرت عينة ذات النسبة  2٪ الإيتريوم والمكبوسة تحت ضغط  650 ميجا باسكال قيمة صلابة (275.7) . اما قيمة صلابة العينات ذو النسب  3٪ و 1٪ هي (272.26 و 200) على التوالي. في حين أضافة التنتالوم يزيد من الصلادة تدريجيا ليسجل  اعلى  قيمة  صلادة (310) عند 3%.  ان اضافة عنصر التنتالوم يقلل خشونة السطح من 0.36 إلى 0.15 ميكرون بالنسبة للعينة ذات النسبة  3٪ التنتالوم والمكبوسة تحت الضغط 650 ميجا باسكال. في حين أن العينة ذات النسبة  2٪ الإيتريوم المكبوسة تحت نفس الضغط  أظهرت (0.16) ميكرون خشونة السطح.Nickel titanium(NiTi) shape memory alloys have increased utilization for different engineering applications especially in biomedical applications .The aim of  this study, first studied the powder metallurgy process variables such as compacting stress and sintering cycles on several physical tests such as x-ray diffraction, porosity and apparent density as well as mechanical tests such as microhardness, surface roughness , second studied the effect of alloying element of yttrium and tantalum on microhardness, surface roughness of NiTi shape memory alloys. Several alloys have been prepared by powder metallurgical technique. Vickers hardness, surface roughness measurements, XRD analysis, porosity and apparent density were performed. It was shown that the XRD diffraction tests of all samples have the same results of two phases at room temperature (RT) (monoclinic NiTi and hexagonal Ni3Ti).the result of adding tantalum in the percentage of (1%,2% and3%) in the expense of nickel, increasing hardness value gradually to record the highest value (310) HV at 3%.and also decrease the surface roughness from (0.36 to 0.15) µm at 3%Tantalum and 650 Mpa. While the result of adding yttrium in the percentage of (1%, 2% and3%) %Wt. in the expense of nickel, shown that the specimen of 2 % Yttrium and 650 Mpa compacting stress showed the hardness value of (275.7) HV  .The hardness value decreases at 3 % and 1% additives at the same compacting stress to (272.26 and 200) HV respectively. The addition of Tantalum element decreases the surface roughness from (0.36 to 0.15) µm at 3%Tantalum and 650 Mpa .While the specimen of 2% Yttrium at 650 Mpa shown (0.16) µm surface roughness