论文部分内容阅读
在众多的形状记忆合金材料中,由于TiNi合金具有良好的力学性能和形状记忆功能而倍受瞩目。随着装备制造领域技术的不断进步,对TiNi形状记忆合金的力学性能和记忆恢复性能提出了更高的要求。因此,本文通过冷变形和随后的低温退火工艺来提高TiNi合金的力学性能和记忆功能,为高性能TiNi记忆合金器件的研制提供参考依据。采用差热扫描量热仪(DSC)、金相显微镜、X射线衍射、透射电镜、配有程序控温环境室的电子万能试验机,系统研究了Ni含量在49.8～51at.%范围内,TiNi形状记忆合金的显微组织,以及Ti-49.8at.%Ni合金在不同变形量和350～500℃退火温度下的相变行为、力学和记忆功能,为其在工程上的应用提供参考数据。论文研究主要取得了以下结果：随着Ni含量逐渐降低,TiNi合金的组织依次由B2相和Ti4Ni2O氧化物、B2和Ti4Ni2O及马氏体M、马氏体和Ti4Ni2O及少量B2相组成；与850℃淬火合金相比,不同Ni含量TiNi合金经450℃退火后,马氏体多取向现象消失,且无其它析出相产生。冷拉和冷拉加退火的Ti-49.8at.%Ni合金,随着变形量的增加,Ms、Mf下降,退火态合金在降温过程中出现了R相变,且R相变峰的特点和位置不随变形量变化,但马氏体M相变峰随变形量增加向低温区移动；随热处理温度升高,冷拉合金的Ms、Mf升高,R相变峰的特点和位置基本未变,M相变峰渐渐向高温区移动。冷拉合金的应力-应变曲线上只出现一个塑性平台,退火后出现两个平台,且随应变量提高,马氏体再取向平台缩短且变陡,当变形量达到27.8%后,继续提高变形量,马氏体再取向平台延长且变平缓；冷拉和冷拉加低温退火合金的屈服强度σs和断裂强度σb随变形量提高而增大,延伸率减小,退火合金的马氏体再取向临界应力σM先减小后增大,达到最大值后又下降；在120℃下,随变形量提高,σM、σs和σb增大；在27.8%变形量下,随热处理温度提高,σM、σs和σb减小,延伸率增大。热拉合金的σM、σs和σb最小,冷拉合金的σs和σb最大,且退火冷拉合金在120℃下的σMM明显高于室温下的,但120℃下的σs、σb与室温的接近。在8%预变形量下,随冷拉变形量增加,合金的恢复力增大,相变温度A’s下降,记忆应变εr先增后降,变形量超过27.8%后再增大；在27.8%变形量下,随预变形量增加,记忆应变εr增大,相变温度A’s升高；随热处理温度升高,恢复温度逐渐增大,记忆应变先增后降,存在最大值。