為了獲得0.2 mm板厚的NiTi形狀記憶合金（NiTi-SMA）焊縫金屬與母材相變溫度差異不大的焊接接頭,以滿足實際應用需要。采用添加焊絲的方式在焊縫中引入Nb元素,焊后時效處理焊接接頭,以實現(xiàn)調(diào)控焊縫金屬相變溫度,使其達到與母材相變溫度相近的水平。結(jié)果表明,添加Nb絲的NiTi-SMA接頭焊縫主要由B2、B19′、NbTi、Nb及（NiTi,Nb）組成;600℃時效處理后焊縫金屬析出Ni₄Ti₃;通過"Nb元素調(diào)控+600℃時效處理",使母材和焊縫的M-A相變溫度趨于一致。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

焊接方法示意圖

NiTi/Nb/NiTi接頭橫截面的宏觀形貌,如圖2所示,接頭近似對稱,由NiTi-SMA母材-焊縫-NiTi-SMA母材組成。Nb熔點(2468 ℃)較形狀記憶合金NiTi母材(1 310 ℃)高,因此,部分Nb絲未完全熔化;同時,焊縫呈“碗狀”,如圖2(a)所示。熔合線附近晶粒呈柱狀晶,受夾具及背部墊板快速散熱的作用,熔合線固液界面過冷度大,液態(tài)金屬凝固速度快,故易形成垂直于熔合線的柱狀晶。焊縫中引入Nb元素,導致含Nb低熔點共晶易聚集于NiTi相界,形成低熔點液相層,減緩NiTi-SMA晶粒生長速率,獲得細小的等軸晶[4,15]。此外,焊縫出現(xiàn)島狀的宏觀偏析,如圖2(b)所示。分析認為,Nb元素加入后,焊縫金屬與NiTi-SMA母材熔點產(chǎn)生較大差異造成的[4,15]。圖2(c)中a、b點EDS結(jié)果如表2所示。其中,點a處元素成分為Ti:48.57%、Ni:48.40%、Nb:3.03%,該區(qū)域的Ni、Ti原子比為1.00∶1.00;點b處元素成分為Ti:48.13%、Ni:48.41%、Nb:3.46%,該區(qū)域的Ni、Ti原子比為1.006∶1.00,兩點處Ni、Ti原子比相近。而NiTi-SMA母材原子成分比為Ti:49.7%、Ni:50.3%,母材的Ni、Ti原子比為1.01∶1.00,可以看出焊縫中Ni、Ti原子比與母材差異不大。在一定程度上增大了焊縫組織Ti原子含量。表2 圖2(c)中各點EDS結(jié)果(原子比,%)Table 2 EDS results of point marked in Fig.2(c)(at. %) 位置 Ti Ni Nb a 48.57 48.40 3.03 b 48.17 48.37 3.46

焊縫中心位置的XRD測試結(jié)果如圖3所示,結(jié)果表明,焊縫金屬主要有B2、B19′和NbTi組成,B19′相出現(xiàn)與焊縫Ti原子相對含量增大有關,Ti原子含量增大可提升Ms相變溫度點。然而,NbTi的形成將消耗基體中Ti原子,導致焊縫金屬基體中的Ti含量降低,降低基體NiTi相中Ti/Ni原子比[2,5]。2.2 Nb對焊縫M-A相變溫度的影響

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3469764