熱型連鑄Cu-Al-Be超彈性合金的熱變形研究.pdf

1、超彈性Cu-Al一Be形狀記憶合金具有優(yōu)良的超彈性性能，在商業(yè)應(yīng)用中有著廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)具有柱狀晶組織的Cu-Al-Be形狀記憶合金絲經(jīng)過熱變性后的性能作了系統(tǒng)的研究，以確定Cu-Al-Be形狀記憶合金在工業(yè)化生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的可能性?，F(xiàn)在對(duì)Cu-Al-Be形狀記憶合金的制備在國(guó)內(nèi)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，對(duì)其熱變形工藝的研究國(guó)內(nèi)尚未見到。 本課題對(duì)新型Cu-Al-Be合金的熱變形能力進(jìn)行了研究，并使用熱型連鑄法定向凝固以得到粗

2、大的柱狀晶組織，通過強(qiáng)化織構(gòu)來提高Cu基合金的力學(xué)性能和疲勞性能。同時(shí)采用等溫變形的方法使合金絲變形后的性能可以和鑄態(tài)組織相媲美；同時(shí)對(duì)Cu-Al-Be合金在熱變形狀態(tài)下組織的變化和溫度變化的關(guān)系作了系統(tǒng)的研究，分為大變形和小變形量?jī)煞N狀態(tài)加以總結(jié)；最后對(duì)于不同的變形量要求找出最為合理熱變形工藝。 采用水平式熱型連鑄裝置在拉鑄速度為350mm/min時(shí)制得Cu-Al-Be超彈性合金絲。熱變形試驗(yàn)擬在400℃、450℃、500℃、

3、550℃、600℃對(duì)Cu-Al-Be超彈性合金進(jìn)行熱變形試驗(yàn)，以測(cè)定Cu-Al-Be合金絲的抗拉強(qiáng)度和延伸率；用自制的彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，測(cè)定了Cu-Al-Be合金的彎曲疲勞壽命；用X-射線衍射儀分析變形后Cu-Al-Be合金生成新相變化；并用金相顯微鏡觀察合金在鑄態(tài)、熱處理后的組織形態(tài)；最后用掃描電鏡觀察不同溫度下變形后合金絲的疲勞斷口。 研究結(jié)果表明：用熱型連鑄法拉鑄的Cu-Al-Be合金可以獲得柱狀晶粒。在400℃和450℃變

4、形后的試樣保持了柱狀晶結(jié)構(gòu)和母相組織，機(jī)械性能較好。但是在此溫度下，變形不僅比較困難，而且變形后的試樣會(huì)出現(xiàn)了內(nèi)裂紋，大大影響了變形后合金絲的機(jī)械性能，進(jìn)行拉伸和彎曲時(shí)，裂紋從已產(chǎn)生的內(nèi)裂紋處開始生長(zhǎng)然后直至斷裂。在500℃時(shí)，變形后的試樣可以保持母相組織和柱狀晶結(jié)構(gòu)，且隨著變形溫度的升高，內(nèi)裂紋已很少出現(xiàn)，且變形比較容易。在500℃變形后的試樣具有優(yōu)良的機(jī)械性能，延伸率可以達(dá)到40％，彎曲疲勞壽命較長(zhǎng)，無論是進(jìn)行大變形還是小變形均可以