热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆效应和超弹性的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金的形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。350～400℃和600～700℃退火态合金呈SE,450～550℃退火态合金呈SME;300℃×(1～50 h)和400℃×1 h时效态合金呈SE,400℃×(5～50 h)和500℃×(1～50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200 MPa在500℃退火后获得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500℃退火后获得。随时效时间延长,300℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400和500℃时效态合金的σM降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗?W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和?W先降低后趋于稳定。     

退火温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金超弹性的影响

用拉伸试验研究了退火温度(T_a)对Ti-51. 1Ni形状记忆合金超弹性的影响。结果表明:随T_a升高,Ti-51. 1Ni合金的应力诱发马氏体相变临界应力σ_M先降低后升高,极小值550 MPa在400℃退火后取得,极大值660 MPa在600℃退火后取得; 350～700℃退火态Ti-51. 1Ni合金的超弹性残余应变ε_r均较小(0. 27%～0. 36%);随应力-应变循环次数增加,350～700℃退火态Ti-51. 1Ni合金保持超弹性,应力应变滞后回线面积和ε_r减小,超弹性及其稳定性提高;要使该合金获得优异、稳定的超弹性,应对其进行500～600℃退火处理和应力-应变循环试验。     

退火态Ti-49.8Ni形状记忆合金的组织及性能研究

用光学显微技术及拉伸试验研究了退火温度T_a和形变温度T_d对Ti-49.8Ni(原子分数,%)形状记忆合金(SMA)丝材及弹簧的显微组织与形状记忆行为的影响.结果表明:冷加工态Ti-49.8Ni合金组织呈纤维状;退火后,随T_a升高,其显微组织逐渐从纤维状向等轴状过渡,合金丝和弹簧的马氏体(M)再取向力先减小后增大;退火态合金在室温下呈形状记忆效应,随T_d升高,合金的M再取向力升高,形状记忆效应份额逐渐减少,超弹性效应份额逐渐增加.     

添加Cr对Ti-Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响

用示差扫描量热仪和拉伸试验研究了添加Cr对形变退火态Ti-Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响。结果表明,添加微量Cr后,Ti-Ni合金的R、马氏体(M)相变温度θR和θM大幅度降低,M相变热滞?θM增加,应力-应变曲线的平台应力σM显著提高,超弹性(SE)改善,塑性变差。添加微量Cr后,Ti-Ni合金的低温SE特性大幅改善。室温下,Ti-50.8Ni合金呈现形状记忆效应(SME)+SE,而Ti-50.8Ni-0.3Cr合金则呈现SE。退火温度也显著影响Ti-Ni合金的低温形变特性。在10℃变形时,400～500℃退火态Ti-50.8Ni合金呈现SME,550～650℃退火态Ti-50.8Ni合金呈现SME+SE,而400～650℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金则持续呈现SE。     

退火工艺对Ti-Ni-Co形状记忆合金组织性能的影响

用光学显微镜、示差扫描热分析仪、X射线衍射仪及拉伸试验研究了Ti-49.8Ni-1.0Co(at%)形状记忆合金组织、相变和力学性能.结果表明,400 ℃和600 ℃退火态合金的组织分别呈纤维状和等轴状,且冷却和加热时分别发生A(←→)R(←→)M两阶段和A(←→)M一阶段相变.400 ℃退火态合金的马氏体相变热滞大于600℃退火态.退火时间ta对该合金相变类型影响不大,但随ta延长,合金的相变温度升高.室温下,400 ℃和600 ℃退火态合金呈形状记忆效应(SME)+超弹性(SE),600 ℃退火态合金的应力诱发马氏体临界应力和塑性高于400 ℃退火态.随ta延长合金的应力诱发马氏体应力降低.当试验温度Td≤20 ℃时合金呈SME+SE,当Tb≥30 ℃时呈SE.随Td升高,合金的应力-应变滞回面积减小,SE特性增强.     

Ti-50.8Ni合金的相变、形状记忆和超弹性特性

用热重分析仪、X射线衍射仪、光学显微镜、示差扫描热分析仪和拉伸试验研究了Ti-50.8Ni形状记忆合金的组织、相变、形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)特性。结果表明,Ti-50.8Ni合金在600℃以下退火后组织呈纤维状,在该温度以上退火后组织呈等轴状。加热温度超过600℃后合金氧化加剧。随退火温度Ta升高,合金冷却/加热过程中的相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型再向A→R/R→A型转变(A—奥氏体,R—R相,M—马氏体),合金的M相变温度升高,R相变温度降低,M相变热滞降低,合金室温特性由SME+SE向SE转变。形变温度Td<20℃时,合金弹簧呈SME+SE,Td>30℃时,合金弹簧呈SE。随Td升高,合金弹簧的应力诱发M应力升高。     

热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆行为的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr合金形状记忆行为的影响。350~400 ℃和600~700 ℃退火态合金呈超弹性(SE),450~550 ℃退火态合金呈形状记忆效应(SME);300 ℃/(1~50 h)和400 ℃/1 h时效态合金呈SE,400 ℃/(5~50 h)和500 ℃/(1~50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200MPa在500 ℃退火后取得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500 ℃退火后取得。随时效时间延长,300 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400 ℃和500 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗△W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和△W先降低后趋于稳定。     

Ti-50.1Ni形状记忆合金相变与形变行为

用热重分析仪、X射线衍射仪和拉伸试验研究了退火温度、变形温度对Ti-50.1Ni形状记忆(SME)合金丝的相变、形变的影响.Ti-50.1Ni合金加热氧化过程中温度超过600℃后氧化加剧,故退火温度不宜超过600℃.该合金奥氏体相变开始温度(As)高于室温,室温相为马氏体,呈SME特性.350～600℃退火态Ti-50.1Ni合金在室温下均呈SME.     

退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的超弹性、形状记忆效应和拉伸性能

用拉伸试验、光学显微镜和扫描电镜等研究了退火温度对Ti-50.8Ni-0.1Zr合金超弹性、形状记忆效应、拉伸性能、显微组织和断口形貌的影响.结果 表明:350℃和600～700℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金呈现超弹性(SE),350℃退火态合金SE的稳定性最好;400～ 550℃退火态合金呈现形状记忆效应(SME),450℃退火态合金SME的稳定性最好.随退火温度升高,合金的平台应力先降后升,分别在500℃和650℃达到最小值156 MPa和最大值486 MPa,残余应变先升高后降低,分别在700℃和450℃达到最小值0.0078％和最大值5.6148％.350～550℃退火态合金的强度高于600～700℃退火态,但塑性低于后者;450℃退火后合金的抗拉强度达到最大值,为1493 MPa,700℃退火后合金的伸长率达到最大值,为39.1％.退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的断口形貌呈韧窝状,属微孔聚集型韧性断裂.随退火温度升高,韧窝尺寸增加,合金塑性提高.     

Ti-49.8Ni形状记忆合金的氧化、相变和形变特性

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描热分析仪及拉伸试验机研究了Ti-49.8Ni形状记忆合金(SMA)的氧化、相变和形变特性.结果表明,退火温度超过600℃时Ti-49.8Ni合金的氧化加剧;400～600℃退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A-母相,R-R相,M-马氏体相),随退火温度升高,合金的马氏体相变温度升高,R相变温度基本不变,马氏体相变热滞先减小后升高,马氏体再取向应力先降低后升高,合金的塑性提高.Ti-49.8Ni合金室温相组成为M和TiO2,呈形状记忆效应;形变温度超过110℃后合金呈超弹性.400～550℃退火态合金的SME特性良好,退火温度高于600℃后合金特性变差;随循环次数增加,Ti-49.8Ni合金弹簧的应变恢复率减小,循环次数超过100次后恢复率衰减变缓.     

Ti-51.1Ni形状记忆合金相变和低温形变特性

用示差扫描量热仪(DSC)和拉伸试验研究了退火温度对形变处理态Ti-51.1Ni(原子分数, %)形状记忆合金相变和低温形变特性的影响。结果表明,随退火温度升高,合金冷却 / 加热时相变类型由A→R / M→R→A型向A→R→M / M→R→A型再向A→R→M / M→A(A-母相B2,R-R相,M-马氏体相)型转变,R相变温度和M相变热滞降低,M相变温度升高,R相变热滞变化不大,保持在6.5 ℃左右。在10 ℃变形时,400~550 ℃退火态合金呈现形状记忆效应(SME)+超弹性(SE)特性,600~700 ℃退火态合金呈现SE特性,随退火温度升高,合金由SME SE向SE特性转变。合金的退火再结晶温度为590 ℃,在590~650 ℃退火后合金可获得50.83 %的断裂应变值,塑变性能优良,成型加工温度可选定在590~650℃之间。在使用该合金制作能耗阻尼器及相关缓冲减震装置时退火处理温度可选择大于550℃;制作超弹性器件时,退火处理温度可选择小于400 ℃和大于600 ℃。     

Ti-51.1Ni形状记忆合金相变和低温形变特性（英文）

用示差扫描量热仪(DSC),光学显微镜和拉伸试验研究了退火温度对形变处理态Ti-51.1Ni(原子分数,%)形状记忆合金相变和低温形变特性的影响。结果表明,随退火温度升高,合金冷却/加热时相变类型由A→R/M→R→A型向A→R→M/M→R→A型再向A→R→M/M→A(A-母相B2,R-R相,M-马氏体相)型转变,R相变温度和M相变热滞降低,M相变温度升高,R相变热滞变化不大,保持在6.5℃左右。在10℃变形时,400~550℃退火态合金呈现形状记忆效应(SME)+超弹性(SE)特性,600~700℃退火态合金呈现SE特性,随退火温度升高,合金由SME+SE向SE特性转变。合金的退火再结晶温度为590℃,在590~650℃退火后合金可获得50.83%的断裂应变值,塑变性能优良,成型加工温度可选定在590~650℃之间。在使用该合金制作能耗阻尼器及相关缓冲减震装置时退火处理温度可选择大于550℃;制作超弹性器件时,退火处理温度可选择低于400℃或高于600℃。     

Co对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变特性的影响

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪及拉伸试验研究了Co对Ti-49.8Ni(at%,下同)形状记忆合金相变和形变特性的影响。结果表明,中温退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A—母相,R—R相,M—马氏体相);随退火温度升高,该合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低;该合金室温相组成为马氏体,具有形状记忆效应(SME)。用1%Co置换等量Ti后所得Ti-49.8Ni-1Co合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→R→A,相变温度低,室温组成相为母相A,具有超弹性(SE)特性。退火温度低于600℃时,Ti-Ni基合金的SME和SE特性良好,退火温度超过600℃后,合金氧化加剧,SME和SE特性变差,塑性显著提高。     

Ti-Ni-V形状记忆合金超弹性研究

采用拉伸和应力-应变循环实验研究了退火温度、时效温度、时效时间、形变温度和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.5V(原子分数,%)形状记忆合金超弹性(SE)的影响。随退火温度的升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σM)先减小后增大,超弹性残留应变(εR)先增大后减小再增大,为了获得优异的室温SE,退火温度应取500~600℃。随时效温度的升高,合金的σM降低,εR增加,SE变差;随时效时间延长,300℃时效态合金的SE稳定,400和500℃时效态合金的SE变差。随形变温度的升高,σM增加,SE改善。随循环次数增加,400℃退火态合金的SE稳定;500℃退火态合金的σM降低;600℃退火态合金的SE由非线性向线性转变。     

退火时间对Ti-49.8Ni形状记忆合金组织和形变行为的影响

用光学显微镜、X射线衍射仪及拉伸试验机研究退火态Ti-49.8Ni形状记忆合金的显微组织和形变行为.结果表明,冷加工和400 ℃退火态Ti-49.8Ni合金的组织呈纤维态,退火时间对合金组织影响不大.Ti-49.8Ni合金室温组成相主要为马氏体,随退火时间延长,400 ℃退火态合金弹簧的马氏体再取向应力先降低后升高,600 ℃退火态则升高.随形变温度升高,不同退火态合金弹簧的马氏体再取向应力升高,弹簧刚度增加.适合该合金变形加工的退火工艺为600 ℃×1 h.     

退火温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金显微组织和相变行为的影响

用X射线衍射仪、示差扫描量热仪和光学显微镜研究了退火温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金相组成、显微组织和相变行为的影响。结果表明,350～700℃退火态Ti-51.1Ni合金室温下相由母相B2和马氏体B19'组成。随退火温度(T_a)升高,合金经历回复、再结晶、晶粒长大过程,显微组织逐渐从纤维状向等轴状转变,再结晶温度约为600℃。随T_a升高,合金的冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型转变(A-母相B2,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;M-马氏体B19',单斜结构),T_a高于650℃后R和M相变峰消失。随T_a升高,合金的马氏体相变温度先升高后降低,R相变温度降低,R相变热滞在6.3～8.3℃之间变化。     

退火工艺对Ti-50.8Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响

用示差扫描量热仪和拉伸试验研究了退火温度Tan和退火时间tan对Ti-50.8Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响。Tan=350～800℃时,随Tan升高,合金冷却/加热相变类型发生由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型再向A→R/R→A型转变(A-母相,R-R相,M-马氏体),且R相变温度TR先升高后降低,M相变温度TM升高,M相变热滞ΔTM降低,R相变热滞ΔTR(约4℃)基本不变。随tan延长,400℃退火态合金的相变类型A→R→M/M→R→A保持不变,500℃退火态合金的相变类型发生由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型转变,且TM升高,ΔTM降低,TR和ΔTR不变。600～700℃退火态合金的塑性显著大于350～550℃退火态合金。在12℃变形时,600℃以上温度退火态合金呈现SE特性,600℃以下温度退火态合金呈现SME特性。随tan延长,合金应力-应变曲线上的平台应力降低。要使Ti-50.8NiSMA在较低温度下获得SE,退火温度应在600℃以上。     

Ti-50．8Ni-0．3Cr超弹性合金的相变与形变特性

用示差扫描量热仪、X射线衍射仪、拉伸实验和循环实验研究了退火温度、形变温度和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.3Cr超弹性(SE)合金丝和弹簧相变、形变及应力循环特性的影响.350-600℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金室温下呈SE特性,室温组织由母相B2和TiNi3组成.退火温度显著影响合金的相变类型,随退火温度升高,合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低,应力诱发马氏体应力先降低后升高;随形变温度的升高,SE弹簧的应力诱发马氏体切应力增加;随应力循环次数增加,SE弹簧的应变恢复率先快速衰减后趋于稳定.预循环训练可增加弹簧SE特性的稳定性.要使该合金弹簧具有良好的SE特性,退火温度应为400-550℃,使用温度应在室温以上.     

形变退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金的相变和形状记忆行为

用XRD、光学显微镜、示差扫描量热仪和拉伸实验研究退火温度(t_a)对冷拉Ti-50.8Ni-0.1Nb(摩尔分数,%)合金组织、相变和形状记忆行为的影响。结果表明:350～700℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金由马氏体M(B19′,单斜结构)和母相A(B2,Cs Cl型结构)组成。随t_a升高,合金组织形貌由纤维状变为等轴状,再结晶温度约为580℃;合金冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型向A→M/M→A型转变(R-R相,菱方结构),R相变温度降低,M相变温度和热滞先升高后降低,R相变热滞为6.7～9.8℃。350～550℃退火态合金的抗拉强度高于600～700℃退火态合金的,伸长率则远低于后者的。400～550℃退火态合金呈形状记忆效应,350℃退火态和600℃及以上温度退火态合金呈超弹性。随应力-应变循环次数增加,合金应力-应变曲线的平台应力下降。400～550℃退火态合金的形状记忆效应和600℃及以上温度退火态合金的超弹性稳定性良好。     

热处理对Ti-Ni-Co超弹性合金变形行为的影响

用拉伸试验和应力-应变循环试验研究退火温度(Ta)、变形温度(Td)和应力-应变循环对Ti-49.8Ni-1.0Co(原子分数,%)超弹性合金丝和弹簧变形行为的影响.结果表明:随Ta升高,Ti-Ni-Co合金丝应力-应变曲线上的平台应力升高,平台应变先降低后升高;随Ta和Td升高,合金弹簧的临界切应力升高;随循环次数增加,合金弹簧的应变恢复率降低;预循环训练可增强Ti-49.8Ni-1.0Co合金弹簧的SE稳定性.