【摘 要】
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Ti-Ta形状记忆合金在冷热加工方面表现出优良的性能,但由于在冷热循环中存在ω相析出,使其相变温度下降,从而影响了合金的稳定性。Ti-Ta-Zr-Fe合金具有良好的热循环稳定性和塑性,本文通过掺杂B提高合金形状记忆效应和阻尼特性,同时通过热机械处理提高合金的形状记忆效应。本文利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、动态热机械分析仪等设备系统研究了B掺杂和热机械处理对Ti-
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Ti-Ta形状记忆合金在冷热加工方面表现出优良的性能,但由于在冷热循环中存在ω相析出,使其相变温度下降,从而影响了合金的稳定性。Ti-Ta-Zr-Fe合金具有良好的热循环稳定性和塑性,本文通过掺杂B提高合金形状记忆效应和阻尼特性,同时通过热机械处理提高合金的形状记忆效应。本文利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、动态热机械分析仪等设备系统研究了B掺杂和热机械处理对Ti-Ta-Zr-Fe-B合金的微观组织结构、马氏体相变及马氏体相变稳定性、力学性能和形状记忆效应、以及合金的阻尼特性,并揭示其影响机制。研究发现Ti-Ta-Zr-Fe-B合金固溶和热机械处理后在在室温状态下均为正交结构的α?马氏体相,B掺杂对合金晶粒细化作用显著,B含量增加到0.5at%时晶粒减小一半。掺杂B后马氏体相变温度降低,随B含量每增加0.1at%马氏体相变温度下降约5℃;Ti-Ta-Zr-Fe-B合金热循环时相变温度稳定性较好,热循环30次后,马氏体相变温度Mp和Ap几乎不变;Ti-Ta-Zr-Fe-B合金500℃退火时未出现相变峰,从退火温度600℃开始合金DSC曲线出现正逆相变峰,随退火温度的升高,Ap温度下降Mp温度升高。Ti-Ta-Zr-Fe-B合金随着B含量的增加,合金的断裂强度升高而断裂应变降低。掺杂B含量为0.3at%时比未掺杂B合金的形状回复率提高13.67%。退火提高了合金形状记忆效应,经700℃/0.5h退火处理的合金可恢复应变达5.61%。Ti-Ta-Zr-Fe-B合金连续变温过程出现弛豫峰和相变峰,升温过程中阻尼峰的温域宽,内耗峰的峰值和所对应的温度与频率有依赖关系,频率越低,峰值越大。在掺杂B少于0.5at%时,随着B含量的增加,升温过程中的阻尼峰值增大,频率为0.5Hz时,（Ti-15Ta-15Zr-0.5Fe）99.7B0.3合金的阻尼值最高可达到0.039,未掺杂B合金的阻尼峰值最高为0.027,阻尼性能提高44.44%。合金在150℃、350℃、400℃在恒温过程中,内耗趋于稳定。Ti-Ta-Zr-Fe-B合金500℃退火时时未观察到内耗峰,合金600℃、700℃退火时阻尼峰形和位置与固溶态阻尼相近,但阻尼阻尼峰值高于固溶态阻尼。
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