發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 03:41

【摘要】：受母相強(qiáng)度低和熱力學(xué)限制,形狀記憶合金難以在低溫、寬溫域內(nèi)呈現(xiàn)高超彈應(yīng)力。最近,本課題組通過(guò)成分設(shè)計(jì)、熔煉、鍛造及拔絲等工藝獲得的Ni_xTi_yNb_z記憶合金絲材在低溫、寬溫域(-196℃至60℃)呈現(xiàn)出前所未有的超彈特性,其高超彈應(yīng)力是商用NiTi記憶合金的3倍,遠(yuǎn)高于已報(bào)道的SMA的超彈應(yīng)力。為探究Ni_xTi_yNb_z記憶合金高超彈特性的微觀來(lái)源,本文利用SEM、TEM、STEM及EDS研究了Ni_xTi_yNb_z合金的微觀組織、相組成及元素分布。SEM結(jié)果表明,Ni_xTi_yNb_z鑄錠、溫拔絲中出現(xiàn)了亮暗襯度相間的成分非均勻組織;而在冷拔絲中非均勻組織基本消失。冷拔絲的晶體結(jié)構(gòu)屬于B2母相,STEM結(jié)果表明,Ni_xTi_yNb_z冷拔絲基體中存在亮暗襯度區(qū)域,但是利用能譜沒(méi)有分辨出明顯的成分差別。經(jīng)成分微調(diào)后獲得了Ni_(x+0.5)Ti_(y+1.5)Nb_(z-2)溫拔絲,TEM、STEM及EDS結(jié)果表明,該合金絲材呈現(xiàn)出亮暗襯度相間的微觀組織,暗襯度區(qū)域的晶體結(jié)構(gòu)為B2母相,是貧Ni、Nb富Ti區(qū)域;亮襯度區(qū)域呈條狀組織分布,為富Ni、Nb貧Ti區(qū)域并且其中分布著第二相。此外,本文還利用電阻測(cè)試、原位降溫同步輻射、原位降溫TEM研究了在降溫過(guò)程中NiTiNb合金的相變行為、相結(jié)構(gòu)變化及微觀組織演變。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),NiTiNb記憶合金在降溫過(guò)程中保持B2母相結(jié)構(gòu)不變,但呈現(xiàn)電阻率異常升高、電子衍射花樣出現(xiàn)額外斑點(diǎn)且斑點(diǎn)的強(qiáng)度隨溫度下降而增強(qiáng)等異�，F(xiàn)象。這些異�，F(xiàn)象與以往報(bào)道的馬氏體預(yù)相變及應(yīng)變玻璃轉(zhuǎn)變相似,其根源有待于進(jìn)一步研究。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG139.6
【圖文】：

1.13 Ni50+xTi50-x-[40]Fig. 1.13 Temperature-composition (T-c) phase diagram for as-quenched Ni50+xTi50-x[圖 1.14 給出了 Ni51.5Ti48.5合金在不同溫度下的 XRD 圖譜，可以看出，降合金的平均相結(jié)構(gòu)始終保持 B2 母相沒(méi)有其他相衍射峰的出現(xiàn)。Ren 等位高分辨透射電鏡對(duì)比了不同成分的 Ni50+xTi50-x（0≤ x ≤2）合金體系在 5 K 溫度范圍內(nèi)的微觀組織變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在 B2→B19’相變溫度xTi50-x（0≤ x ≤1）相變?yōu)?B19’馬氏體，這與文獻(xiàn)報(bào)道[28]的長(zhǎng)程有序轉(zhuǎn)變，對(duì)于 Ni50+xTi50-x（x㧐1）體系，298 K 時(shí)，其衍射花樣（圖 1.15（a）出現(xiàn)母相衍射斑點(diǎn)外，在接近母相 1/3 位置處出現(xiàn)了微弱彌散的額外斑點(diǎn)果表明，隨著溫度的降低，這些類(lèi) R 相衍射斑點(diǎn)增強(qiáng)，并且逐漸接近 R點(diǎn)的位置。對(duì)于低 Ni 含量（缺陷含量低）的合金，其變化趨勢(shì)更明顯。度下，通過(guò)暗場(chǎng)像觀察到尺寸為 1-5 nm 的納米疇隨機(jī)分布在類(lèi) B2 基體溫度的降低，這些納米疇逐漸長(zhǎng)大（圖 1.15（b）所示）。當(dāng)溫度低于 T疇的尺寸不再變化，阻止了長(zhǎng)程有序 R 相馬氏體的形成。

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