用X射線衍射儀、光學顯微鏡、示差掃描量熱儀、拉伸實驗和循環(huán)實驗等研究了退火溫度（T_a）、形變條件和應力-應變循環(huán)對Ti-50.8Ni-0.1Zr合金絲相組成、顯微組織、相變和形變行為、應力循環(huán)特性的影響。結(jié)果表明:退火態(tài)Ti-50.8Ni-0.1Zr合金室溫組織由母相B2和馬氏體B19′組成。隨T_a升高,合金絲經(jīng)歷回復、再結(jié)晶和晶粒長大過程,再結(jié)晶溫度接近600℃。冷卻/加熱時,400℃退火態(tài)合金發(fā)生A→R→M/M→R→A（A-母相,CsCl型結(jié)構(gòu);R-R相,菱方結(jié)構(gòu);M-馬氏體,單斜結(jié)構(gòu)）型相變,500℃退火態(tài)合金發(fā)生A→R→M/M→A型相變,600和700℃退火態(tài)合金發(fā)生A→M/M→A型相變。隨T_a升高,合金絲的相變溫度和熱滯降低。室溫下,400～550℃退火態(tài)合金絲呈形狀記憶效應,600～700℃退火態(tài)合金絲呈超彈性。隨形變速率增加,合金絲超彈性改善。隨形變溫度升高,合金絲平臺應力增加,殘余應變降低,超彈性改善。隨應力應變循環(huán)次數(shù)增加,合金絲的超彈性改善,能耗作用先下降后趨于穩(wěn)定。 

【文章來源】：材料熱處理學報. 2020,41(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

不同退火溫度下Ti-50.8Ni-0.1Zr合金XRD圖譜

圖2給出了400、500、600、650和700 ℃退火態(tài)Ti-50.8Ni-0.1Zr合金絲的顯微組織。從圖2可看出,當Ta在600 ℃以下時,合金顯微組織呈纖維狀,處于回復階段(圖2a～2b);Ta升高至600 ℃時,合金的纖維組織特征消失,顯微組織呈細小等軸狀(圖2c),合金絲處于再結(jié)晶狀態(tài);此后,隨Ta升高,合金的再結(jié)晶晶粒相互吞并逐漸長大,最后形成粗大等軸晶粒(圖2d～2e)。由此得知Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的再結(jié)晶溫度接近600 ℃。2.3 相變行為

由圖3(b)可看出,隨Ta升高,TR溫度由35.6 ℃降為11.2 ℃,TMr溫度由32.4 ℃降為-29.9 ℃,馬氏體相變熱滯ΔT由79.4 ℃收窄到40.7 ℃,TM溫度波動式降低,在500 ℃退火后取得最大值(-39.2 ℃)。相變熱滯ΔT反映了形狀記憶合金器件的靈敏度,相變熱滯越小,形狀記憶器件的動作溫度范圍越窄,器件對溫度反應越靈敏,窄熱滯形狀記憶合金可制作傳感器,寬熱滯形狀記憶合金可制作連接元件[37]。退火態(tài)Ti-50.8Ni-0.1Zr形狀記憶合金的相變熱滯較大,可利用其寬熱滯特點制作連接類元件。圖4 形變速率對退火態(tài)Ti-50.8Ni-0.1Zr合金超彈性(a～d)、平臺應力(e)和殘余應變(f)的影響(測試溫度13 ℃)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ni-Ti-Zr合金組織、相變與形狀記憶性能[J]. 李啟泉,馬悅輝,李巖.  鑄造. 2019(11)
[2]不同種類形狀記憶合金在結(jié)構(gòu)振動控制中的研究現(xiàn)狀[J]. 黃浩宇,張紋韶.  振動與沖擊. 2019(18)
[3]形變退火態(tài)Ti-50.8Ni-0.1Nb合金的相變和形狀記憶行為[J]. 賀志榮,劉康凱,王芳,馮輝,杜雨青.  中國有色金屬學報. 2019(04)
[4]形狀記憶合金彈熱效應研究進展[J]. 袁勃,曾磊,錢明芳,張學習,耿林.  材料導報. 2018(17)
[5]激冷Ti-47Ni合金薄帶的組織、相變和形狀記憶行為[J]. 賀志榮,吳佩澤,劉康凱,馮輝,杜雨青,冀榮耀.  金屬學報. 2018(08)
[6]NiTi基高溫記憶合金相變行為與組織性能研究進展[J]. 袁志山,吝德智,崔躍,馮昭偉,李君濤,尚再艷,朱明,熊曉東,王興權(quán).  稀有金屬材料與工程. 2018(07)
[7]TiNi基形狀記憶合金合金化研究進展[J]. 吳佩澤,賀志榮,劉康凱,馮輝,杜雨青.  鑄造技術(shù). 2017(12)
[8]形狀記憶合金及其應用研究進展[J]. 賀志榮,周超,劉琳,吳佩澤,鄒啟明.  鑄造技術(shù). 2017(02)
[9]鎳鈦鋯高溫形狀記憶合金的研究進展[J]. 馮昭偉,崔躍,尚再艷,袁志山,李君濤,王江波,繆衛(wèi)東,馬嘉麗.  材料導報. 2016(S2)
[10]醫(yī)用多孔NiTi合金的顯微組織、力學性能及耐蝕性[J]. 劉愛輝,徐吉林.  稀有金屬材料與工程. 2014(11)



本文編號：3547190