熱循環(huán)及低溫時(shí)效耦合提高粗晶NiTi形狀記憶合金功能穩(wěn)定性的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 09:12
形狀記憶合金表現(xiàn)有形狀記憶效應(yīng)和超彈性,即經(jīng)過合適的熱—力過程后能夠回復(fù)其原來的形狀,是集傳感與驅(qū)動(dòng)為一體的智能材料。NiTi合金因具有較大的可回復(fù)應(yīng)變和回復(fù)力、良好的生物相容性、優(yōu)異的力學(xué)性能等特點(diǎn),是目前最具應(yīng)用潛力的形狀記憶材料,在航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在實(shí)際應(yīng)用過程中,NiTi合金元件一般會(huì)經(jīng)歷反復(fù)的相變過程,循環(huán)相變過程中的塑性變形累積是導(dǎo)致NiTi合金元件功能疲勞的主要原因,這嚴(yán)重限制了 NiTi形狀記憶合金的服役壽命和應(yīng)用范圍。針對(duì)上述問題,國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究,發(fā)現(xiàn)提高NiTi合金基體強(qiáng)度,抑制循環(huán)相變過程中的塑性變形,是提高NiTi合金功能穩(wěn)定性的關(guān)鍵,并形成了以細(xì)晶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化為主的提高NiTi合金的功能穩(wěn)定性的方法。然而,上述方法均非常受晶粒尺寸的限制,都需要將晶粒細(xì)化到一定程度后才可以獲得良好的性能,因此對(duì)粗晶NiTi合金的性能提升有限。近年來,隨著我國航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的快速發(fā)展,對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)NiTi合金構(gòu)件的需求逐步增加。增材制造或焊接等工藝是制備NiTi合金復(fù)雜構(gòu)件的理想手段。然而,采用上述工藝制備的NiTi合金構(gòu)件一般具有...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1311:〇3)丁丨-52.〇31.%汕合金的時(shí)效行為【32]??Fig.?1-1?(a)?Equilibrium?phase?diagram?for?Ti-Ni?alloys?in?the?vicinity?of?NiTi;?(b)?time??temperature-tra?
由Af以上的溫度冷卻至Mf以下的溫度形成馬氏體后,將試樣在Mf以下的溫度??變形,然后將試樣加熱的溫度,伴隨著逆相變的過程,材料會(huì)自動(dòng)回??復(fù)到其在母相時(shí)的形狀1411,如圖1-2所示。??大千A,?冷至<M,?<M,?<M,?,?\?加熱至>A,??i?I?—^?i?i?—、^?1?1??試樣?原始形狀??圖丨-2形狀記憶效應(yīng)示意圖??Fig.?1-2?Schematic?illustration?of?shape?memon?effect??3??
晶粒尺寸對(duì)NiTi合金的超彈性有著非常重要的影響,越來越多的研究表明,??超細(xì)晶粒的NiTi合金擁有優(yōu)良的功能穩(wěn)定性B.?Malard等人采用電脈沖??處理技術(shù)對(duì)NiTi合金冷拔絲的顯微組織進(jìn)行了改性如圖1-5所示,隨著??電脈沖時(shí)間從12?ms增加至18?ms,再結(jié)晶晶粒尺寸從50?nm增大到1000?iim[5:】,??可以發(fā)現(xiàn)隨著晶粒尺寸的增加,超彈性迅速退化,證明NiTi合金的功能穩(wěn)定性??得益于減小晶粒尺寸。??;^RiTi2T^?|1-60f?:^f(b)i4^i?|1-60f??1400?i.4〇g.?1400?1.40?2.??51000?—」?_?S?51〇〇〇???g????>100S^?800?一??£?600?0.80?i?爸?600?????Jo.801??^?400?0.60蘭芘?400?filK_?y?0.60^-??200?f?|?200?'/?9??°0?1?2?3?4?5?6?7?8〇'3〇i?0?1?2?3?4?5?6?7?8°'3〇|??Strain?(%)?昱?Strain?(%)?3??|:|?q(d)18ms??。海恳?1:2。。。?」:2°l??^?800???iim<—1?-°〇?|?^?800?—?851??〇〇?■+??£?600?A-?—^.0-801?£?600,—?一二—成?0.80!??0?1?2?3?4?5?6?7?8?5?0?1?2?3?4?5?6?7?8°'3〇|??Strain?(%)?彐?Strain?(%)?^??圖1-5脈沖電流作用下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]形狀記憶合金在變體機(jī)翼中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李杰鋒,沈星,楊學(xué)永. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(07)
[2]NiTiNb形狀記憶合金管接頭研究[J]. 景綠路,關(guān)德富,樊力偉. 飛機(jī)設(shè)計(jì). 2002(02)
本文編號(hào):2935386
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1311:〇3)丁丨-52.〇31.%汕合金的時(shí)效行為【32]??Fig.?1-1?(a)?Equilibrium?phase?diagram?for?Ti-Ni?alloys?in?the?vicinity?of?NiTi;?(b)?time??temperature-tra?
由Af以上的溫度冷卻至Mf以下的溫度形成馬氏體后,將試樣在Mf以下的溫度??變形,然后將試樣加熱的溫度,伴隨著逆相變的過程,材料會(huì)自動(dòng)回??復(fù)到其在母相時(shí)的形狀1411,如圖1-2所示。??大千A,?冷至<M,?<M,?<M,?,?\?加熱至>A,??i?I?—^?i?i?—、^?1?1??試樣?原始形狀??圖丨-2形狀記憶效應(yīng)示意圖??Fig.?1-2?Schematic?illustration?of?shape?memon?effect??3??
晶粒尺寸對(duì)NiTi合金的超彈性有著非常重要的影響,越來越多的研究表明,??超細(xì)晶粒的NiTi合金擁有優(yōu)良的功能穩(wěn)定性B.?Malard等人采用電脈沖??處理技術(shù)對(duì)NiTi合金冷拔絲的顯微組織進(jìn)行了改性如圖1-5所示,隨著??電脈沖時(shí)間從12?ms增加至18?ms,再結(jié)晶晶粒尺寸從50?nm增大到1000?iim[5:】,??可以發(fā)現(xiàn)隨著晶粒尺寸的增加,超彈性迅速退化,證明NiTi合金的功能穩(wěn)定性??得益于減小晶粒尺寸。??;^RiTi2T^?|1-60f?:^f(b)i4^i?|1-60f??1400?i.4〇g.?1400?1.40?2.??51000?—」?_?S?51〇〇〇???g????>100S^?800?一??£?600?0.80?i?爸?600?????Jo.801??^?400?0.60蘭芘?400?filK_?y?0.60^-??200?f?|?200?'/?9??°0?1?2?3?4?5?6?7?8〇'3〇i?0?1?2?3?4?5?6?7?8°'3〇|??Strain?(%)?昱?Strain?(%)?3??|:|?q(d)18ms??。海恳?1:2。。。?」:2°l??^?800???iim<—1?-°〇?|?^?800?—?851??〇〇?■+??£?600?A-?—^.0-801?£?600,—?一二—成?0.80!??0?1?2?3?4?5?6?7?8?5?0?1?2?3?4?5?6?7?8°'3〇|??Strain?(%)?彐?Strain?(%)?^??圖1-5脈沖電流作用下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]形狀記憶合金在變體機(jī)翼中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李杰鋒,沈星,楊學(xué)永. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(07)
[2]NiTiNb形狀記憶合金管接頭研究[J]. 景綠路,關(guān)德富,樊力偉. 飛機(jī)設(shè)計(jì). 2002(02)
本文編號(hào):2935386
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