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。     

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。     

Zr掺杂对Ti-Ni形状记忆合金相变、拉伸性能和循环超弹性的影响

为了开发超弹性优异的Ti-Ni基形状记忆合金(SMA)，以600℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr(摩尔分数)SMA为研究对象，用示差扫描量热仪、XRD、SEM和拉伸试验研究了Zr掺杂对Ti-Ni基SMA相组成、相变行为、拉伸性能和循环超弹性的影响。结果表明：掺杂0.1%Zr不影响Ti-Ni SMA的组成相和相变类型，但降低马氏体相变温度(t_M)，增加相变热滞(Δt)，提高抗拉强度(R_m)，降低伸长率(A)，增强非线性超弹性稳定性。600℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的室温组成相主要为母相B2，冷却/加热时发生B2→B19′/B19′→B2一步可逆马氏体相变；掺杂0.1%Zr后，Ti-Ni SMA的t_M降低了34℃，Δt增加了22℃，R_m增加了79 MPa,A降低了22%。随应力-应变循环次数增加，Ti-50.8Ni合金由部分非线性超弹性转变为线性超弹性，Ti-50.8Ni-0.1Zr合金则始终保持稳定非线性超弹性，两种合金的超弹性残余应变(ε...     

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。     

时效对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和记忆行为的影响

用TEM和拉伸实验研究了时效工艺对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和形状记忆行为的影响.300、400和500℃时效态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金中Ti3Ni4析出相分别呈颗粒状、透镜状和长条状,时效温度比时效时间对析出相形态、尺寸和弥散度的影响更大.时效处理后合金的强度升高,塑性降低.随时效时间(tag)延长,300℃时效态合金抗拉强度(Rm)升高,断后伸长率(A)降低;400℃时效态合金Rm先升后降,A先降后升;500℃时效态合金Rm降低,A升高.300℃时效1～50 h和400℃时效1 h的合金呈现良好的超弹性,400℃时效5～50 h和500℃时效1～50 h的合金呈现良好的形状记忆效应.随tag延长,300℃时效态合金的应力诱发马氏体相变临界应力降低,能耗升高;400和500℃时效态合金的马氏体再取向应力和能耗均降低.     

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。     

退火及变形工艺对Ti-51.1Ni形状记忆合金性能的影响

采用拉伸实验研究了退火温度、变形速率、变形温度和应力-应变循环等对退火态Ti-51.1Ni形状记忆合金力学性能、形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。结果表明,随退火温度(T_a)升高,Ti-51.1Ni合金的抗拉强度(R_m)先升高后降低,极大值1650 MPa和极小值1060 MPa分别在400℃和650℃退火后取得,650℃退火态合金的塑性最好。当变形速率在2～12 mm/min范围内时,变形速率对Ti-51.1Ni合金拉伸性能影响不大。随T_a升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σ_M)先降低后升高,残余应变(ε_r)先升高后降低,350℃和600℃以上温度退火态合金呈SE,400～550℃退火态合金呈SME。随变形温度(T_d)升高,合金的σ_M升高,ε_r降低,形状记忆行为由SME向SE转变;当T_d为-20℃和0℃时合金呈SME,T_d为25℃时合金呈SME+SE,T_d超过25℃后合金呈SE。随应力-应变循环次数增加,350℃退火态合金的SE最稳定,500℃退火态合金的SME最稳定。     

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.     

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.