Ti-24Nb-4Zr-8Sn（wt.%,Ti2448）合金作為一種亞穩(wěn)β鈦合金具有優(yōu)異的力學(xué)和物理性能,例如,低模量、良好的強(qiáng)度和塑性、高可恢復(fù)應(yīng)變,同時具有可調(diào)的熱膨脹系數(shù),極好的生物相容性,適用于但不限于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。合金所表現(xiàn)的性能通常與材料中的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān),微觀結(jié)構(gòu)的變化經(jīng)常是由于合金體系中存在各種平衡相和非平衡相的相變引起的。合金最終表現(xiàn)的力學(xué)性能取決于其形變機(jī)制、微觀組織以及結(jié)構(gòu)與成分之間的相互作用。但目前由于這些獨(dú)特性能的關(guān)鍵機(jī)制仍未研究透徹,使得該合金在特定應(yīng)用中的優(yōu)化受到了極大的限制。本文通過像差校正和原位透射電子顯微技術(shù)對Ti2448合金時效和變形過程中的相變機(jī)制進(jìn)行研究,同時為提高材料性能提供了新思路。Ti2448合金在循環(huán)加載過程中可以表現(xiàn)出高達(dá)3.3%的可逆應(yīng)變。一般來說,材料的超彈性和形狀記憶性能與該材料中的可逆馬氏體相變有關(guān)。因此,研究材料中的可逆相變及其控制因素一直是材料學(xué)家和物理學(xué)家的研究熱點。在本文中,通過透射電鏡的原位拉伸試驗在Ti2448合金中發(fā)現(xiàn)一種新的可逆菱方ω相變。在加載的過程中,母體β相的對稱性從立方結(jié)構(gòu)降低到菱方結(jié)構(gòu)。在卸載外力后,菱... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ａ相（ａ）和ｐ相（ｂ）的單胞ｌ４Ｕ??Ｆｉ．?１．１．?Ｕｎｉｔ?ｃｅｌｌｓ?ｏｆ?ａｈａｓｅａａｎｄｐｈａｓｅｂ１４１．??

?第１章緒論???（５）穩(wěn)定（３鈦合金：大量添加ｐ穩(wěn)定元素（３０％）可使（３相在室溫下保持??穩(wěn)定。穩(wěn)定Ｐ鈦合金類似于難熔金屬，密度高，延展性差，可以用于高度專業(yè)化??的耐燃和耐腐蝕應(yīng)用。??ｎ??ａ?Ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ?Ｓｔａｂｌｅ??Ａｌｌｏｙ?ａ?＋?Ｐ?Ａｌｌｏｙ?＾?Ａｌｌｏｙ?Ａｌｌｏｙ??１?＾??１?、、＇?＼??ＩＩ?＇丨?＼ｌ??Ｐ?－?Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??圖１．２鈦合金的偽二元相圖。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｓｅｕｄｏ?ｂｉｎａｒｙ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ．??１．５鈦合金中的固態(tài)相變??根據(jù)合金化學(xué)成分、加工和熱處理工藝的不同，鈦合金可以表現(xiàn)出各種各樣??的相變。一些相變可能與ａ到Ｐ的同素異形轉(zhuǎn)變有關(guān)，另一些則是沉淀析出反??應(yīng)，涉及亞穩(wěn)相的形成和亞穩(wěn)ａ或Ｐ相分解過程中的平衡相。鈦合金中常見的相??變名稱和定義如表１．２所示。亞穩(wěn)ｐ鈦合金由于其卓越的力學(xué)性能（如超低的彈??性剛度和ｇｕｍ－ｔｙｐｅ的變形行為）而成為目前最有潛力的材料類別。對于生物醫(yī)??學(xué)和航空航天應(yīng)用來說，這些合金具有其他合金所不能提供的獨(dú)特優(yōu)勢，而這些??性能與合金中出現(xiàn)的各種相變直接相關(guān)。因此，了解這些合金中的相變及其形成??機(jī)制尤為重要。??５??

?第１章緒論???ｌｅｄｇｅ”結(jié)構(gòu)，其中ｔｅｒｒａｃｅ是共格的并且是固定的，然而ｌｅｄｇｅ是非共格的并且是??可以移動的，這種界面結(jié)構(gòu)被稱為“ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ”結(jié)構(gòu)，它具有位錯ｂ和一個??高度ｈ的特征。一般認(rèn)為，ａ相的長大是通過“ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ”的運(yùn)動控制的悶。??圖１．３?ｂｃｃ－ｈｃｐ轉(zhuǎn)變的Ｂｕｒｇｅｒｓ模型丨５丨。??Ｆｉｇ．?１．３．?Ｂｕｒｇｅｒｓ１?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｂｃｃ－ｈｅｘａｇｏｎａｌ?ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ?（ｈｅｐ）?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ１５１．??根據(jù)形核位置，ａ相可分為晶界ａ、晶間ａ和晶內(nèi)ａ相。晶界ａ是在Ｐ相晶??界成核并沿晶界生長的ａ相。晶間ａ是在ｐ相晶界或ａ晶界處成核并生長到（３相??晶粒內(nèi)部的ａ相。它也被命名為魏氏體ａ。晶內(nèi)ａ相從缺陷（如空位和位錯）或??亞穩(wěn)相（如Ｐ晶粒內(nèi)的（〇相或Ｆ相）中成核，并在Ｐ晶粒內(nèi)生長［４］。??其中，ｗ相在ａ相形核過程中的影響已被廣泛報道。對于ｔｏ相和Ｐ相之間??存在較大失配的鈦合金，例如Ｔｉ－Ｖ，ａ相一般在ｃｏ／ｐ界面上的失配位錯或ｌｅｄｇｅ??上形核［Ｍ］。相反，在ｃｏ相和ｐ相之間表現(xiàn)出較低失配的合金（例如Ｔｉ－Ｍｏ系）??中，（〇析出物呈現(xiàn)球形或橢球形的形態(tài)。Ｐｒｉｍａ等人［９Ｈ人為ａ相可以通過位移相??變在ｃｏ相內(nèi)形核（圖１．４ａ），隨后在ｃｏ消散的基礎(chǔ)上以擴(kuò)散機(jī)制長大形成板狀形??態(tài)（圖１．４ｂ）。當(dāng)ｃｏ相完全消失后，ｃｔ相的長大是由ａ和Ｐ之間的界面遷移速率??控制（圖１．４ｃ）。由于界面寬度方向上的共格性好，界面在寬度方向上的遷移速??率要比長度方向上的遷移速率低（圖１．４ｄ）。此外，Ｎａｇ等人［１Ｑ］，Ａｚ


本文編號：2982478