鑄態(tài)NiTi合金的熱變形行為及其加工圖研究.pdf

1、NiTi形狀記憶合金具有優(yōu)異的形狀記憶效應(yīng)、超彈性等力學(xué)和物理特性，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)NiTi合金進(jìn)行變形溫度650℃~1000℃、應(yīng)變速率0.001s-1~10s-1范圍的等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)，分析了不同變形條件下的流變行為；采用加工圖技術(shù)研究了該合金的高溫變形特性，并利用光學(xué)顯微鏡驗(yàn)證分析了加工圖上相應(yīng)區(qū)域的微觀(guān)組織特征，研究結(jié)果可為NiTi合金的熱加工工藝優(yōu)化提供理論

2、依據(jù)。
　　根據(jù)摩擦修正后的NiTi合金真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線(xiàn)可知，在同一應(yīng)變速率下，隨變形溫度升高，流變應(yīng)力顯著降低；在同一變形溫度下，隨應(yīng)變速率增大，流變應(yīng)力顯著增大，說(shuō)明該合金具有正應(yīng)變速率敏感性。采用包含Arrhenius項(xiàng)的Z參數(shù)法建立了該合金高溫變形本構(gòu)方程，將計(jì)算應(yīng)力值與實(shí)測(cè)應(yīng)力比較可知，平均相對(duì)誤差僅為2.92％，說(shuō)明該本構(gòu)方程能較好地預(yù)測(cè)NiTi合金高溫流變行為。
　　基于Prasad準(zhǔn)則，建立了NiTi合金在

3、不同應(yīng)變下的加工圖，并結(jié)合微觀(guān)組織觀(guān)察對(duì)加工圖中不同區(qū)域的變形組織及變形機(jī)制進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了加工圖方法預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)NiTi合金的加工圖并結(jié)合微觀(guān)組織觀(guān)察得到失穩(wěn)變形區(qū)范圍為：變形溫度650℃~685℃、應(yīng)變速率0.006s-1~0.1s-1，變形溫度685℃~930℃、應(yīng)變速率0.1s-1~10s-1，變形溫度930℃~1000℃、應(yīng)變速率0.3s-1~10s-1，變形溫度650℃~860℃、應(yīng)變速率0.001s-1~0.0

4、03s-1，變形溫度875℃~900℃、應(yīng)變速率0.001s-1~0.002s-1，其失穩(wěn)現(xiàn)象主要為局部塑性流動(dòng)和機(jī)械失穩(wěn)；得到較佳加工區(qū)熱變形工藝參數(shù)范圍為：變形溫度685℃~815℃、應(yīng)變速率0.003s-1~0.1s-1和變形溫度815℃~950℃、應(yīng)變速率0.002s-1~0.1s-1，其對(duì)應(yīng)的熱變形機(jī)制主要為動(dòng)態(tài)回復(fù)。
　　根據(jù)加工圖和微觀(guān)組織觀(guān)察結(jié)果，得到NiTi合金的最佳加工區(qū)熱變形工藝參數(shù)范圍為：變形溫度750℃~