激光選區(qū)熔化NiTi形狀記憶合金
發(fā)布時(shí)間:2021-07-07 06:28
近等原子比的鎳鈦(NiTi)形狀記憶合金憑借其優(yōu)異的形狀記憶效應(yīng)及超彈性而備受關(guān)注,是具備傳感與驅(qū)動(dòng)為一體的智能材料。憑借其優(yōu)異的功能特性,鎳鈦合金在醫(yī)療器械、航空航天、交通等眾多領(lǐng)域中是最有前途的功能性材料之一。然而,由于鎳鈦合金的高強(qiáng)度、化學(xué)活性高以及機(jī)加工性能差,目前采用傳統(tǒng)方法制備的鎳鈦合金大多是幾何形狀簡(jiǎn)單的小型器件,這極大限制了鎳鈦合金應(yīng)用范圍的推廣和性能改善。增材制造技術(shù)為制備幾何形狀復(fù)雜、大尺寸的鎳鈦合金構(gòu)件提供了一種有效的途徑。激光選區(qū)熔化(SLM)是一種常用來(lái)制備鎳鈦合金的方法,因?yàn)镾LM提供了更好的表面光潔度和幾何精度。在以往的研究中,發(fā)現(xiàn)SLM制備的NiTi合金在壓縮模式下的力學(xué)性能與傳統(tǒng)的NiTi樣品相當(dāng)。然而,在拉伸模式下,SLM制備的NiTi合金通常非常脆(拉伸應(yīng)變<7%),這嚴(yán)重限制了鎳鈦合金的應(yīng)用推廣。由于NiTi形狀記憶合金大多數(shù)情況下是在拉伸狀態(tài)下工作,因此對(duì)NiTi合金拉伸性能的研究是至關(guān)重要的。此外,拉伸性能對(duì)激光選區(qū)熔化產(chǎn)生的缺陷(如孔隙,微裂紋等)更敏感,這導(dǎo)致了由激光選區(qū)熔化制備的NiTi合金在拉伸模式下的呈現(xiàn)出較低的斷裂應(yīng)變,因此...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?NiTi合金相圖[34]??Fig.?1-1?Phase?diagram?for?Ni-Ti?alloys??以Ti-52at%Ni二元合金時(shí)效時(shí)的析出相順序?yàn)槔??(1)?NiTi—NiTi+Ti3Ni4—NiTi+Ti2Ni3—NiTi+TiNi3?(?<?680?°C?)??——?
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選區(qū)激光熔化成型Ni50.8Ti49.2形狀記憶合金的組織和性能研究[J]. 王碩,豐焱,林鑫. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020(15)
[2]激光掃描速度對(duì)4D打印鈦鎳形狀記憶合金相轉(zhuǎn)變和超彈性的影響[J]. 盧海洲,馬宏偉,羅炫,楊超,李元元. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020(15)
[3]NiTi形狀記憶合金激光增材制造研究進(jìn)展[J]. 鄧懷波,陳玉華,李樹(shù)寒,鄧云發(fā),許明方,季迪. 稀有金屬材料與工程. 2019(12)
[4]激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 姜海燕,林衛(wèi)凱,吳世彪,陳杰. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2019(05)
[5]淺談形狀記憶合金的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 林廷藝. 世界有色金屬. 2019(11)
[6]鎳鈦形狀記憶合金生物相容性及其表面改性研究進(jìn)展[J]. 白繼岳,徐永清,何曉清,李川,朱敏. 中國(guó)修復(fù)重建外科雜志. 2018(08)
[7]Ti-Ni基形狀記憶合金的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮輝,賀志榮,劉康凱,杜雨青,冀榮耀. 鑄造技術(shù). 2018(06)
[8]Ti-Ni基形狀記憶合金的加工工藝及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉康凱,賀志榮,馮輝. 鑄造技術(shù). 2017(09)
[9]鎳鈦合金形狀記憶合金的特點(diǎn)及作用[J]. 周佳雯. 考試周刊. 2016(61)
[10]鎳鈦記憶合金增材制造技術(shù)研究進(jìn)展及其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景[J]. 趙興科. 航空制造技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形NiTi形狀記憶合金技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 關(guān)凱.華中科技大學(xué) 2017
[2]NiTi形狀記憶合金中Ni4Ti3相沉淀行為的相場(chǎng)法模擬研究[D]. 柯常波.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]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[D]. 蒲澤.山東大學(xué) 2019
[2]NiTi合金多步馬氏體相變規(guī)律及原位透射電鏡研究[D]. 竇海嘯.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[3]時(shí)效TiNi基記憶合金的馬氏體相變行為與超彈性[D]. 梁楚錡.哈爾濱工程大學(xué) 2012
本文編號(hào):3269130
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?NiTi合金相圖[34]??Fig.?1-1?Phase?diagram?for?Ni-Ti?alloys??以Ti-52at%Ni二元合金時(shí)效時(shí)的析出相順序?yàn)槔??(1)?NiTi—NiTi+Ti3Ni4—NiTi+Ti2Ni3—NiTi+TiNi3?(?<?680?°C?)??——?
的[62]。??'?'?'?'?*?1?'?1?''.??360-?J??320-?h??*?、?,?*??300?-?、?^??乂?2SO-?、'?-??二?260」?、、、、^<?^??2*0:???、、、<:、:??-:二?2?、、、\」??200,??M,?\?\?.??1M-?、」??160???.?????41.8?50.0?S0J?504?S06?50.6?51.0?51^2??fat.%??圖1-6相變溫度與Ni組分的關(guān)系_??Fig.?1-6?Phase?transformation?temperatures?versus?Ni?composition。叮埃保??(2)熱處理的影響??熱處理能夠明顯改變NiTi合金的顯微組織,相組成和相元素含量等材料狀??態(tài)[34]。在熱處理過(guò)程中,析出相將會(huì)影響相變行為,而析出相的尺寸、形狀與熱??處理制度相關(guān),這些因素都會(huì)對(duì)R相和馬氏體相有重要的影響。有研究表明,??影響NiTi合金相變行為的根本原因是位錯(cuò)和細(xì)小的析出相的產(chǎn)生。由于位錯(cuò)和??細(xì)小析出相的出現(xiàn),使得馬氏體相變受阻,從而導(dǎo)致產(chǎn)生R相變并和馬氏體相??變重疊或先后發(fā)生,進(jìn)而導(dǎo)致相變行為復(fù)雜[?】。華南理工大學(xué)謝慶峰等人發(fā)現(xiàn)適??當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢哉{(diào)節(jié)NiTi合金的相變溫度,在300-500T時(shí)進(jìn)行時(shí)效處理,時(shí)??間越短Af溫度降低越顯著;而在保溫時(shí)間相同時(shí),溫度越低,Af溫度降低越明??顯[64]。南洋理工大學(xué)的乂11地《噸等人發(fā)現(xiàn)退火溫度對(duì)耵-50.85汕(31.%)形狀??記憶合金的相變彳丁為影響顯者。隨著退火溫度的降低,Rs
v??一?J,??(C)?25n???^?50TC-NA??/?20TC-NA?一??jl?10TC-NA?3?Bs\?A_>M??一?y?|20"?■一-\麗??二—2TC'NA?I?\??W?1TC-NA?E?\?? ̄^?|15-?\??匚I?I?H??-150?-100?-50?0?50?100?150?0?1?2?5?10?20?50?120??Temperature?(°C)?Number?of?thermal?cycles??圖1-7不同熱循環(huán)次數(shù)處理后的粗晶NiTi合金的相變行為[35]?(a)?DSC曲線;(b)馬氏體轉(zhuǎn)??變峰值溫度Mp隨熱循環(huán)次數(shù)的變化;(c)A—M轉(zhuǎn)變熱隨熱循環(huán)次數(shù)的變化??Fig.?1-7?Phase?transformation?behavior?of?the?coarse-grained?NiTi?alloy?subjected?to?different??thermal?cycles[35].?(a)?DSC?curves;?(b)?Effect?of?thermal?cycle?times?on?the?martensite??transformation?peak?temperature?(Mp)?and?(c)?transformation?heat?associated?with?the?A^M??transformation??(3)熱循環(huán)對(duì)相變行為的影響??MiyazakitM等人認(rèn)為由于熱循環(huán)所引入的位錯(cuò)而形成的應(yīng)力場(chǎng)是對(duì)相變行??為產(chǎn)生影響的根本原因。同濟(jì)大學(xué)的唐人劍[671等人研宄發(fā)現(xiàn)熱循環(huán)可以改變相變??溫度,但是對(duì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選區(qū)激光熔化成型Ni50.8Ti49.2形狀記憶合金的組織和性能研究[J]. 王碩,豐焱,林鑫. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020(15)
[2]激光掃描速度對(duì)4D打印鈦鎳形狀記憶合金相轉(zhuǎn)變和超彈性的影響[J]. 盧海洲,馬宏偉,羅炫,楊超,李元元. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020(15)
[3]NiTi形狀記憶合金激光增材制造研究進(jìn)展[J]. 鄧懷波,陳玉華,李樹(shù)寒,鄧云發(fā),許明方,季迪. 稀有金屬材料與工程. 2019(12)
[4]激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 姜海燕,林衛(wèi)凱,吳世彪,陳杰. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2019(05)
[5]淺談形狀記憶合金的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 林廷藝. 世界有色金屬. 2019(11)
[6]鎳鈦形狀記憶合金生物相容性及其表面改性研究進(jìn)展[J]. 白繼岳,徐永清,何曉清,李川,朱敏. 中國(guó)修復(fù)重建外科雜志. 2018(08)
[7]Ti-Ni基形狀記憶合金的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮輝,賀志榮,劉康凱,杜雨青,冀榮耀. 鑄造技術(shù). 2018(06)
[8]Ti-Ni基形狀記憶合金的加工工藝及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉康凱,賀志榮,馮輝. 鑄造技術(shù). 2017(09)
[9]鎳鈦合金形狀記憶合金的特點(diǎn)及作用[J]. 周佳雯. 考試周刊. 2016(61)
[10]鎳鈦記憶合金增材制造技術(shù)研究進(jìn)展及其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景[J]. 趙興科. 航空制造技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形NiTi形狀記憶合金技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 關(guān)凱.華中科技大學(xué) 2017
[2]NiTi形狀記憶合金中Ni4Ti3相沉淀行為的相場(chǎng)法模擬研究[D]. 柯常波.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]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[D]. 蒲澤.山東大學(xué) 2019
[2]NiTi合金多步馬氏體相變規(guī)律及原位透射電鏡研究[D]. 竇海嘯.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[3]時(shí)效TiNi基記憶合金的馬氏體相變行為與超彈性[D]. 梁楚錡.哈爾濱工程大學(xué) 2012
本文編號(hào):3269130
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