銅基和鎳基形狀記憶合金的研究與應用.pdf

1、本文研究了熱處理工藝對含復合稀土CuZnAl形狀記憶合金馬氏體穩(wěn)定化的影響。采用定量金相、電子探針、掃描電鏡、電阻法等方法測試表明,添加復合稀土,能夠明顯細化CuZnAl形狀記憶合金的晶粒組織,提高合金的綜合機械性能,具有良好的形狀記憶效應,同時降低了馬氏體相變溫度滯后寬度。復合稀土富集在CuZnAl合金的晶界上,阻礙晶粒長大,有利于CuZnAl合金性能的提高,但稀土加入量＞0.10％后,合金的記憶性能降低。加入復合稀土以及采取合理的熱

2、處理工藝(850℃室溫油淬+150℃時效+50℃水保溫),可以獲得以馬氏體為主的形狀記憶合金,同時合金的相變熱滯最小,并使合金不易發(fā)生馬氏體穩(wěn)定化。
　　 本文采用真空感應熔煉的方法,在工業(yè)條件下,分別用CaO坩堝和石墨坩堝,對NiTi形狀記憶合金的熔煉進行對比研究。研究結(jié)果表明:采用石墨坩堝熔煉后合金中雜質(zhì)元素主要是碳、氧的增加;采用CaO坩堝熔煉后合金中的碳含量與石墨坩堝熔煉的相比有所下降,但會使合金增氧,同時引入新的雜質(zhì)元

3、素Ca,這對NiTi形狀記憶合金是非常不利的;通過拉伸力-變形量曲線的分析表明,采用石墨坩堝制得的合金的超彈性優(yōu)于采用氧化鈣坩堝制得的合金的超彈性;根據(jù)晶體學表象理論分析及彎曲變形法試驗測得的結(jié)果表明,采用氧化鈣坩堝制得的合金試樣的記憶效應要優(yōu)于采用石墨坩堝制得的合金試樣的記憶效應。
　　 本文通過恢復率試驗、拉伸試驗和對顯微組織照片的觀察,研究了不同的冷軋變形量對TiNiV形狀記憶合金超彈性和顯微組織的影響。試驗表明,TiNi

4、V形狀記憶合金的彈性隨著冷軋變形量的增加而增加,當冷軋變形量達到30%之后,彈性的增加不明顯,單純的冷變形不能使TiNiV達到完全的非線性超彈性;同時對不同的冷變形量對TiNiV形狀記憶合金超彈性的穩(wěn)定性作了闡述;試驗同時表明了冷變形會使TiNiV產(chǎn)生一種馬氏體變體,當變形量達到27%時,這種馬氏體變體的體積隨著變形量的增加而長大,而馬氏體變體的錯亂程度隨變形量的增大一直在增加。
　　 本文對TiNiCu形狀記憶合金的采用不同時

5、效溫度的組織進行了研究,研究表明:不同時效溫度的析出相有差別,400℃-600℃溫度范圍內(nèi)均有fcc-Cu相析出。在400℃和450℃時效析出Cu3Ti相,在500℃和550℃析出的是Cu4Ti并有少量NiTi析出。450℃時效的NiTiCu形狀記憶合金具有較高的TWSME,雖然和400℃時效的析出物相同,但是TWSME相差很大。說明在450℃以下時效時,溫度對形成TWSME起主導作用,合適的中溫時效溫度對記憶合金內(nèi)部的位錯序列排列及內(nèi)