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Inverse gradient nanostructure through gradient cold rolling demonstrated with superelasticity improvement in Ti-50.3Ni shape memory alloy

引用

Journal of Materials Science & Technology 2024年第18期185卷 233-244页

作者： Jian Zhang Ke Liu Tong Chen Chen Xu Chen Chen Dingshun Yan Ann-Christin Dippel Jun Sun Xiangdong Ding Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology Jiangnan UniversityWuxi 214122China State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY Notkestrasse 85Hamburg 22607Germany

gradient nanostructured(GNS)metallic materials are commonly achieved by gradient severe plastic de-formation with a gradient of nano-to micro-sized structural units from the surface/boundaries to the ***,such GNS can be inversely positioned,which however has not yet been *** present work reports a facile method in deformation gradient control to attain inverse gradient nanostructured(iGNS),i.e.,tailoring the cross-section shape,successfully demonstrated in Ti-50.3Ni shape memory alloy(SMA)wire through cold *** microstructure of the rolled wire is characterized by a macroscopic inverse gradient from boundaries to the center—the average sizes of grain and martensite domain evolve from micrometer to nanometer *** iGNS leads to a gradient martensitic transforma-tion upon stress,which has been proved to be effectively reversible via in-situ bending scanning electron microscopy(SEM)*** iGNS Ti-50.3Ni SMA exhibits quasi-linear superelasticity(SE)in a wide temperature range from 173 to 423 *** to uniform cold rolling,the gradient cold rolling with less overall plasticity further improves SE strain(up to 4.8%)and SE ***-situ tensiling synchrotron X-ray diffraction(SXRD)analysis reveals the underlying mechanisms of the unique SE in the iGNS *** provides a new design strategy to realize excellent SE in SMAs and sheds light on the advanced GNS metallic materials.

关键词： Inverse gradient nanostructured metallics gradient cold rolling Shape memory alloys gradient martensitic transformation Superelasticity

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