【摘要】：具有寬滯后效應(yīng)的NiTiNb形狀記憶合金是目前性能最優(yōu)異、最有前途的管路接頭材料。然而,NiTiNb合金不易加工、成型,且大尺寸管接頭(內(nèi)徑≥30mm)制備困難,這極大地限制了該合金的應(yīng)用。特別是在載人航天及深空自組裝領(lǐng)域中,高性能、大尺寸管接頭的開發(fā)及應(yīng)用,尤為亟需。論文針對Ni TiNb合金成型、加工困難的缺點(diǎn),研究了鍛態(tài)NiTiNb合金高溫壓縮時的熱變形行為,計算了其熱變形激活能,并得出了本構(gòu)方程。針對該合金大尺寸管接頭制備問題,提出用熱等靜壓法予以解決。初步探索了NiTiNb合金的熱等靜壓工藝(包括球磨制粉、包套制作和熱等靜壓)。對其微觀組織和性能進(jìn)行研究,并與鍛態(tài)NiTiNb合金對比分析。主要結(jié)論如下:(1)鍛態(tài)Ni TiNb合金在熱壓縮的過程中會出現(xiàn)明顯的屈服現(xiàn)象;其熱激活能為198.004KJ/mol,Arrhenius型本構(gòu)方程為:(2)鍛態(tài)NiTiNb合金在熱壓縮的過程中,峰值應(yīng)力隨變形溫度上升而減小,隨應(yīng)變速率上升而增大。其微觀組織中存在NiTi基體相,β-Nb相和少量的(Ti,Nb)2Ni硬脆相。它們的含量和分布情況都會影響合金的性能,當(dāng)NiTi相的含量多而β-Nb相的含量少時,有利于提高合金的強(qiáng)度,但是會降低合金的塑性,(Ti,Nb)2Ni硬脆相對合金性能有害。(3)Ni、Ti、Nb粉末在球料比8:1、轉(zhuǎn)速200r/min、時間2h的球磨參數(shù)下被細(xì)化并混合均勻;之后在1200℃、150MPa、保溫保壓5h的熱等靜壓參數(shù)下制得了NiTiNb合金。最佳球磨和熱等靜壓工藝參數(shù)仍有待探索。(4)與鍛態(tài)NiTiNb合金相比,本次制備的熱等靜壓態(tài)NiTiNb合金硬度明顯提高;但合金原子未擴(kuò)散充分,導(dǎo)致微觀組織中Ni Ti基體相連接在一起,β-Nb相分布也不均勻,這將嚴(yán)重影響NiTiNb合金的性能。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG139.6;TF125.2
【圖文】：

和形狀記憶合金相關(guān)的報道日益增多，說明這種特殊的合金料領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一[10]。 形狀記憶合金工作原理狀記憶合金在一定溫度范圍內(nèi)，一般有兩個相，分別是高溫奧氏enite，A)與低溫馬氏體相(Martensite，M)。馬氏體相變是主要的相變形過程中，Ms和 Mf分別表示馬氏體相變開始和結(jié)束溫度，As和 Af分相變開始和結(jié)束溫度。若不受外力，降低溫度時，形狀記憶合金將從M。一般認(rèn)為，相變正方向指從 A 向 M 轉(zhuǎn)變。在升高溫度過程中，M A，被稱為馬氏體逆相變[12]。圖 1.1 是溫度誘發(fā)相變時 A 與 M 的晶格在圖中可以看出，當(dāng)溫度降至 Ms點(diǎn)時，A 開始向 M 轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度降A(chǔ) 已完成了向 M 的全部轉(zhuǎn)變；隨后，隨著溫度的上升，當(dāng)溫度升至 A開始向 A 轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度升至 Af點(diǎn)時，M 向 A 的轉(zhuǎn)變完成，這時微觀相[11-13]。

1.2 經(jīng)電火花線切割后 Ti35.5Ni49.5Zr15形狀記憶合金表面熔化重鑄層ig. 1.2 The melted recast layer of WEDMed surface on Ti35.5Ni49.5Zr15S記憶合金的分類為止，科學(xué)家們通過不斷的測試和尋找，共發(fā)現(xiàn)了 50 多種照化學(xué)組成來區(qū)分，主要有三類[20-22]。u 基形狀記憶合金狀記憶合金的價格大約只是 NiTi 基的十分之一。Cu-Zn 和，最具商業(yè)實用價值的是 CuZnAl 和 CuAlNi 系合金[20]，它能夠承受較高溫度，但這兩種合金的 SME 很差，晶界脆性e 基形狀記憶合金狀記憶合金按馬氏體種類的不同又被相應(yīng)的分為三類：即，密排六方馬氏體和面心正方薄片狀馬氏體，比較常見的iCoTi[21]。在這些中，F(xiàn)eMnSi 系合金性能優(yōu)異，其相變滯

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳強(qiáng);王克魯;魯世強(qiáng);李貴發(fā);;Φ10mm NiTiNb形狀記憶合金管接頭數(shù)值模擬分析[J];熱加工工藝;2017年02期

2 李貴發(fā);舒小勇;鄧麗萍;劉俊偉;魯世強(qiáng);彭平;;B摻雜對NiTiNb合金相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的模擬研究[J];特種鑄造及有色合金;2014年03期

3 M.MANJAIAH;S.NARENDRANATH;S.BASAVARAJAPPA;;形狀記憶合金非常規(guī)加工綜述(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年01期

4 洪起虎;王二敏;韓勁;倪志銘;;時效溫度對NiTiNb_9合金相變溫度及微觀組織的影響[J];熱加工工藝;2013年12期

5 梁笑;;鎳鈦合金的特殊性能及成型工藝研究[J];科技信息;2013年11期

6 郎利輝;布國亮;薛勇;張東星;;鈦合金熱等靜壓模擬本構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)確定及工藝優(yōu)化[J];塑性工程學(xué)報;2011年04期

7 謝海峰;裴松;鄭旋;;形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J];群文天地;2011年12期

8 侯志強(qiáng);史玉升;劉國承;王基維;魏青松;;熱等靜壓包套變形與粉末致密化的研究[J];材料與冶金學(xué)報;2011年02期

9 馬旭梁;李莉;朱成武;王香;鄭玉峰;;多孔NiTi形狀記憶合金的制備及性能[J];材料工程;2011年03期

10 徐飛;張楨;申斌;柳秉毅;;粉末冶金法制備鐵基形狀記憶合金工藝研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2010年01期

相關(guān)會議論文 前1條

1 袁斌;曾美琴;;熱等靜壓法制備多孔NiTi形狀記憶合金[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅲ[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王基維;難加工材料熱等靜壓近凈成形工藝基礎(chǔ)及零件性能研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 李明高;TiNi形狀記憶合金與不銹鋼的連接[D];吉林大學(xué);2006年

3 莫華強(qiáng);TiNiNb形狀記憶合金的性能研究及其作為中溫管接頭的優(yōu)化設(shè)計[D];四川大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 李玉敏;不銹鋼粉末熱等靜壓成形模擬與包套設(shè)計研究[D];山東大學(xué);2015年

2 馬維剛;機(jī)械合金化法制備TiNi合金的微觀組織與性能[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 周建邦;NiTiNb記憶合金管接頭連接系統(tǒng)模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];南昌航空大學(xué);2015年

4 黃遠(yuǎn)之;等徑角擠壓法對NiTiNb合金微觀組織及相變規(guī)律的影響[D];南昌航空大學(xué);2014年

5 郭瑞鵬;粉末冶金鈦合金力學(xué)性能與熱等靜壓致密化研究[D];東北大學(xué);2014年

6 曲兵兵;不銹鋼粉末熱等靜壓成形模擬與包套制造工藝研究[D];華中科技大學(xué);2009年

本文編號：2713510