本文關(guān)鍵詞：Sc摻雜Ti-V-Al形狀記憶合金馬氏體相變與應(yīng)變恢復特性

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【摘要】：Ti-N i合金因良好的形狀記憶效應(yīng)和超彈性,在航空航天領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,但是其超過6.7g/cm~3的密度不適應(yīng)于航空航天領(lǐng)域用材的需求,因此,研發(fā)具有良好形狀記憶效應(yīng)的輕質(zhì)形狀記憶合金具有十分重要的意義。Ti-V-Al形狀記憶合金因為具有4.5g/cm~3的低密度和良好的冷加工變形能力,被作為航空航天用材的備選材料而得到廣泛研究。但是,在Ti-V-Al形狀記憶合金中摻雜稀土Sc,研究Sc對合金性能的影響未見報道。本文采用X射線衍射儀、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、示差掃描量熱儀、室溫拉伸和透射電子顯微鏡等,系統(tǒng)研究了Sc摻雜和熱機械處理對(Ti-13V-3Al)_(100-x)Sc_x(X=0,0.01,0.025,0.04)合金的相組成、組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學性能和形狀記憶效應(yīng)的影響。研究表明,固溶處理后,合金室溫下只含有正交結(jié)構(gòu)的α"馬氏體相,Sc含量的變化并不改變合金的室溫相組成。馬氏體變體之間呈自協(xié)作關(guān)系,隨著稀土Sc摻雜量的增加,變體間主要呈(111)α"Ⅰ型孿晶。合金的再結(jié)晶溫度在700~750℃之間,隨著Sc含量的增加,再結(jié)晶溫度提高。隨著Sc含量的增加,固溶態(tài)Sc摻雜Ti-V-Al合金的馬氏體逆相變溫度逐漸升高。逆相變峰值溫度Ap在343~369℃之間。隨著循壞次數(shù)的增加,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金的相變溫度不斷升高,5次循環(huán)時,相變溫度增加較大。隨著Sc含量增加,固溶態(tài)和鑄態(tài)Ti-V-Al-Sc合金的延伸率先增加后減小,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金具有最大延伸率,合金均為韌性斷裂。同時,固溶態(tài)合金的形狀記憶效應(yīng)隨著Sc含量的增加先增加后減小。當Sc含量為0.025at.%時,合金加載6%預應(yīng)變具有最大5.2%的可恢復應(yīng)變;750℃退火后,加載7%預應(yīng)變,具有最大4.7%的可恢復應(yīng)變;隨著冷軋變形量由40%增加到80%,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金的形狀記憶效應(yīng)逐漸降低。
【關(guān)鍵詞】：Ti-V-Al-Sc形狀記憶合金 熱機械處理 組織結(jié)構(gòu) 馬氏體相變 形狀記憶效應(yīng)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題研究目的及意義9-10
• 1.2 β-Ti形狀記憶合金10-15
• 1.2.1 Ti-Mo基形狀記憶合金10-12
• 1.2.2 Ti-Nb基形狀記憶合金12-15
• 1.3 Ti-V-Al基形狀記憶合金15-23
• 1.3.1 Ti-V-Al形狀記憶合金15-20
• 1.3.2 Ti-V-Al-Fe形狀記憶合金20-23
• 1.4 稀土元素Sc及其應(yīng)用23-24
• 1.5 主要研究內(nèi)容24-25
• 第2章 試驗材料及測試方法25-28
• 2.1 材料的制備及熱處理25-26
• 2.2 相變溫度測量26
• 2.3 組織結(jié)構(gòu)分析26
• 2.4 力學性能和形狀記憶效應(yīng)測試26-28
• 第3章 Sc摻雜Ti-V-Al合金的組織結(jié)構(gòu)28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 Sc含量對固溶Ti-V-Al-Sc合金組織結(jié)構(gòu)的影響28-36
• 3.3 冷軋變形量對Ti-V-Al-Sc合金組織結(jié)構(gòu)的影響36-39
• 3.4 退火溫度對冷軋Ti-V-Al-Sc合金組織結(jié)構(gòu)的影響39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 Sc摻雜Ti-V-Al合金的馬氏體相變44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 Sc含量對固溶Ti-V-Al-Sc合金馬氏體相變的影響44-45
• 4.3 熱循環(huán)次數(shù)對固溶Ti-V-Al-Sc合金馬氏體相變的影響45-47
• 4.4 退火溫度對冷軋Ti-V-Al-Sc合金馬氏體相變的影響47-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 Sc摻雜Ti-V-Al合金的應(yīng)變恢復特性53-64
• 5.1 引言53
• 5.2 Sc含量對Ti-V-Al-Sc合金應(yīng)變恢復特性的影響53-58
• 5.3 退火溫度對冷軋Ti-V-Al-Sc合金應(yīng)變恢復特性的影響58-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

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