銅基和鎳基形狀記憶合金的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文研究了熱處理工藝對(duì)含復(fù)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(cè)試表明,添加復(fù)合稀土,能夠明顯細(xì)化CuZnAl形狀記憶合金的晶粒組織,提高合金的綜合機(jī)械性能,具有良好的形狀記憶效應(yīng),同時(shí)降低了馬氏體相變溫度滯后寬度。復(fù)合稀土富集在CuZnAl合金的晶界上,阻礙晶粒長(zhǎng)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(fù)合稀土以及采取合理的熱

2、處理工藝(850℃室溫油淬+150℃時(shí)效+50℃水保溫),可以獲得以馬氏體為主的形狀記憶合金,同時(shí)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(yīng)熔煉的方法,在工業(yè)條件下,分別用CaO坩堝和石墨坩堝,對(duì)NiTi形狀記憶合金的熔煉進(jìn)行對(duì)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(huì)使合金增氧,同時(shí)引入新的雜質(zhì)元

3、素Ca,這對(duì)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(xué)表象理論分析及彎曲變形法試驗(yàn)測(cè)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(yīng)要優(yōu)于采用石墨坩堝制得的合金試樣的記憶效應(yīng)。
　　 本文通過恢復(fù)率試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)和對(duì)顯微組織照片的觀察,研究了不同的冷軋變形量對(duì)TiNiV形狀記憶合金超彈性和顯微組織的影響。試驗(yàn)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(dāng)冷軋變形量達(dá)到30%之后,彈性的增加不明顯,單純的冷變形不能使TiNiV達(dá)到完全的非線性超彈性;同時(shí)對(duì)不同的冷變形量對(duì)TiNiV形狀記憶合金超彈性的穩(wěn)定性作了闡述;試驗(yàn)同時(shí)表明了冷變形會(huì)使TiNiV產(chǎn)生一種馬氏體變體,當(dāng)變形量達(dá)到27%時(shí),這種馬氏體變體的體積隨著變形量的增加而長(zhǎng)大,而馬氏體變體的錯(cuò)亂程度隨變形量的增大一直在增加。
　　 本文對(duì)TiNiCu形狀記憶合金的采用不同時(shí)

5、效溫度的組織進(jìn)行了研究,研究表明:不同時(shí)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(shí)效析出Cu3Ti相,在500℃和550℃析出的是Cu4Ti并有少量NiTi析出。450℃時(shí)效的NiTiCu形狀記憶合金具有較高的TWSME,雖然和400℃時(shí)效的析出物相同,但是TWSME相差很大。說明在450℃以下時(shí)效時(shí),溫度對(duì)形成TWSME起主導(dǎo)作用,合適的中溫時(shí)效溫度對(duì)記憶合金內(nèi)部的位錯(cuò)序列排列及內(nèi)