TiTa合金具有高相變溫度,良好的冷熱加工性能,但熱穩(wěn)定性差,形狀記憶效應(yīng)不足。采用Zr摻雜可以有效的改善合金的熱穩(wěn)定性,以及形狀記憶效應(yīng),但Zr摻入導(dǎo)致合金的塑性下降。本文采用In摻雜提高合金的塑性并利用熱機(jī)械處理改善合金的形狀記憶效應(yīng)。論文采用X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡觀察、透射電子顯微分析、差示掃描量熱法、彎曲法、以及室溫拉伸法等考察In摻雜以及熱機(jī)械處理對(duì)TiTaZrIn合金組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學(xué)行為以及形狀記憶效應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),室溫下固溶態(tài)Ti_(65)Ta_(25-x)Zr_(10)In_x(x=0,1,2,5)合金為α''+β相共存,隨In含量的增加,合金中α''相的比例增加。Ti_(70)Ta_(18)Zr_(10)In_2合金室溫下由單一的α''馬氏體相組成。Ti_(65)Ta_(25-x)Zr_(10)In_x(x=0,1)合金中母相與馬氏體相之間存在[100]β∥[100]α''位向關(guān)系。Ti_(65)Ta_(23)Zr_(10)In_2合金中馬氏體變體之間呈(111)Ⅰ型孿晶結(jié)構(gòu),Ti_(70)Ta_(18)Zr_(10)In_2合金中觀察到粗大的馬氏體板條,馬氏體變體內(nèi)亞結(jié)構(gòu)為(111)Ⅰ型孿晶。In摻雜可以有效改善合金塑性,摻入2at.%In的Ti_(65)Ta_(23)Zr_(10)In_2合金相比于Ti_(65)Ta_(25)Zr_(10)合金斷裂應(yīng)變由11.9%提升到24.3%;In含量的增加,合金的抗拉強(qiáng)度升高,摻入5at%In后合金的強(qiáng)度由691.93MPa提高到802.34MPa。Ti_(65)Ta_(23)Zr_(10)In_2合金形狀記憶效應(yīng)最好,預(yù)應(yīng)變?yōu)?%時(shí),可以得到5.35%的最大可恢復(fù)應(yīng)變。經(jīng)600℃及以上溫度退火處理過程中,冷軋變形后的合金再結(jié)晶。退火溫度的升高,合金中平均晶粒尺寸變大,經(jīng)800℃退火后Ti_(70)Ta_(18)Zr_(10)In_2合金的平均晶粒尺寸約40μm。600℃退火處理后的合金中還殘留有大量的位錯(cuò),經(jīng)800℃退火處理后的可以觀察到大量的馬氏體變體組織,相鄰馬氏體變體之間呈(111)Ⅰ型孿晶結(jié)構(gòu)。退火溫度的升高,合金的塑性提高,抗拉強(qiáng)度下降,經(jīng)600℃退火后的Ti_(65)Ta_(23)Zr_(10)In_2合金強(qiáng)度可達(dá)到1087.38MPa。經(jīng)600℃退火處理后的合金形狀記憶效應(yīng)最優(yōu),Ti_(65)Ta_(23)Zr_(10)In_2以及Ti_(70)Ta_(18)Zr_(10)In_2合金均可得到6%的完全可恢復(fù)應(yīng)變,預(yù)應(yīng)變?yōu)?%時(shí),Ti_(70)Ta_(18)Zr_(10)In_2合金可獲得最大可恢復(fù)應(yīng)變,為6.2%。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG139.6
【部分圖文】：

Ti-Ni基形狀記憶合金的馬氏體相變溫度[17]

圖1-2時(shí)效溫度以及時(shí)效時(shí)間對(duì)Ti29.4Ni50.6Hf20合金相變溫度的影響

經(jīng)不同次數(shù)循環(huán)后Ni58Mn25Ga17合金DSC曲線
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2890531