热机械处理TiNiNbCo合金的组织结构与应力松弛特性

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TiNiNb记忆合金经过适当的过量变形后可获得较宽的相变滞后,可在室温下储存,用其制作的管接头工程应用较为方便,但大变形后恢复率和恢复力都下降,不能满足日益发展的高性能连接紧固件的需求。已有研究表明,添加Co元素能改善TiNiNb合金的恢复特性,大变形后恢复率和恢复力提高,相变滞后无明显变化。管接头在工作状态下,如果工作温度低至内部有马氏体相变发生时,将发生应力松弛,管接头与被接管之间紧固力下降甚至松脱,造成泄漏,产生严重的工程后果,但关于TiNiNb Co合金应变约束状态下的应力松弛特性未见报道。本论文采用热机械处理TiNiNb Co合金提高合金恢复力及其冷热循环稳定性,对TiNiNb基合金在工程应用中获得高连接强度和良好稳定性具有重要的指导意义。本文采用X射线衍射分析,透射电子显微镜分析,差示扫描量热分析,不同条件下拉伸试验等方法,系统的研究了Ti44.5Ni44.5Nb9Co2合金的组织结构,马氏体相变及应力松弛特性,并揭示热机械处理以及形变条件对组织结构,马氏体相变以及应力松弛特性的影响规律。试验结果表明,冷轧态Ti44.5Ni44.5Nb9Co2合金主要由Ti Ni基体相和β-Nb相构成,冷轧过程导致基体中引入大量的位错,经过550℃?750℃退火处理2h后,基体中析出Ti2Co相。随退火温度的升高,基体内位错逐渐重排,开始出现回复再结晶组织,同时析出相尺寸也不断长大。热机械处理Ti44.5Ni44.5Nb9Co2合金只发生一步马氏体相变及其逆转变,冷轧态Ti44.5Ni44.5Nb9Co2合金由于大量位错存在很难观察到正逆相变峰,随着退火温度的升高,相变峰开始逐渐明显,并且相变温度随退火温度的升高逐渐升高,相变滞后减小。拉伸试验表明,热机械处理Ti44.5Ni44.5Nb9Co2合金呈现出较高的恢复力和恢复力热循环稳定性,随着退火温度的升高,最大恢复力先升高后降低,恢复力稳定性下降。当退火温度为650℃,恢复力值最大可达到450MPa;随着形变量增加,最大恢复力下降,恢复力稳定性良好;随着形变温度升高,最大恢复力逐渐降低。热机械处理可有效的提高合金强度及恢复力,并保持较高的恢复力热循环稳定性。
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