Ti-Ta-Zr高溫記憶合金的馬氏體相變與形狀記憶效應(yīng).pdf

1、Ti-Ta合金塑性好、冷熱加工性能優(yōu)異，是一種極具應(yīng)用潛力的高溫記憶合金，但Ti-Ta合金熱循環(huán)過(guò)程中析出ω相導(dǎo)致相變溫度不穩(wěn)定，成為制約該合金應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。論文采用Zr摻雜抑制ω相析出，提高相變溫度穩(wěn)定性，并利用熱機(jī)械處理改善形狀記憶效應(yīng)。
　　論文采用X射線衍射分析、透射電子顯微分析、掃描電鏡觀察、示差掃描量熱分析、室溫拉伸試驗(yàn)等方法系統(tǒng)研究了Zr含量和熱機(jī)械處理對(duì)Ti-Ta-Zr合金微觀組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學(xué)行為和形

2、狀記憶效應(yīng)的影響規(guī)律及機(jī)制。
　　研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Zr含量不超過(guò)20at％時(shí)，Ti70Ta30-xZrx合金冷卻時(shí)發(fā)生β→?″馬氏體相變，Zr含量增加，相變溫度升高；當(dāng)Zr含量為25at%時(shí)，發(fā)生β→?′馬氏體相變。固溶態(tài)合金?″馬氏體變體多呈自協(xié)作形態(tài)，亞結(jié)構(gòu)主要為(111)?型孿晶。Ti70Ta15Zr15合金冷軋后?″馬氏體變體粗大，多呈交叉形貌，變體內(nèi)存在高密度纏結(jié)位錯(cuò)，經(jīng)973K、0.5h退火后發(fā)生再結(jié)晶，?″馬氏體形態(tài)和亞

3、結(jié)構(gòu)接近固溶態(tài)合金，變體內(nèi)部位錯(cuò)密度低且呈規(guī)則組態(tài)。
　　Ti70Ta30合金熱循環(huán)過(guò)程中析出ω相，相變溫度隨循環(huán)次數(shù)增加單調(diào)下降，熱循環(huán)20次后下降達(dá)80K。Zr摻雜抑制了ω相析出，提高了相變溫度穩(wěn)定性。Ti70Ta15Zr15合金在最初的5次熱循環(huán)中相變溫度略有下降，下降幅度小于5K，在隨后的熱循環(huán)中，相變溫度保持不變，顯示了良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性。
　　Zr含量和熱機(jī)械處理對(duì)Ti70Ta30-xZrx合金的拉伸變形行為有顯

4、著影響。當(dāng)Zr含量為5~15at%時(shí)，固溶態(tài)合金室溫拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)兩個(gè)明顯應(yīng)力平臺(tái)，分別對(duì)應(yīng)于?″馬氏體變體再取向和塑性變形，Zr含量增加平臺(tái)應(yīng)力增加；固溶態(tài)Ti70Ta30和Ti70Ta10Zr20合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上只出現(xiàn)一個(gè)明顯的應(yīng)力平臺(tái)。Ti70Ta30合金冷軋后經(jīng)873K和973K退火，應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)兩個(gè)明顯的應(yīng)力平臺(tái)；Ti70Ta15Zr15合金冷軋后經(jīng)不低于873K退火，應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)兩個(gè)明顯的應(yīng)力平