【摘 要】
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近年来,缺陷掺杂对NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响备受关注,但主要研究集中在点缺陷掺杂,尚鲜有关于面缺陷（晶界）、位错及异种缺陷共同掺杂的研究报道。本文制备了多种缺陷掺杂的NiTi合金,研究缺陷对马氏体相变行为、超弹特性的影响。为研究Fe元素、晶界及位错缺陷掺杂对马氏体相变的影响,本文采用真空电弧熔炼、锻造、拔丝及退火制备了不同晶粒尺寸（15 nm～10μm）的等原子比NiTi合金丝材、Ti5
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近年来,缺陷掺杂对NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响备受关注,但主要研究集中在点缺陷掺杂,尚鲜有关于面缺陷（晶界）、位错及异种缺陷共同掺杂的研究报道。本文制备了多种缺陷掺杂的NiTi合金,研究缺陷对马氏体相变行为、超弹特性的影响。为研究Fe元素、晶界及位错缺陷掺杂对马氏体相变的影响,本文采用真空电弧熔炼、锻造、拔丝及退火制备了不同晶粒尺寸（15 nm～10μm）的等原子比NiTi合金丝材、Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）记忆合金丝材,以及位错掺杂的Ti50Ni47Fe3合金丝材。研究表明:随晶界密度增加（晶粒尺寸减小）,纳米晶等原子比NiTi合金的B2→R相变温度略有降低,当晶粒尺寸为14 nm时,其在室温下展现完全超弹特性,超弹温域宽于粗晶NiTi合金,且其超弹应力对温度的依赖性小于粗晶NiTi合金。当Fe元素和晶界（纳米晶）共同掺杂时,随总缺陷密度的升高,降温过程无明显放热效应;而电阻呈现持续异常升高,且不存在温度滞后,其异常升高的起始温度决定于Fe元素含量,此现象类似于“应变玻璃”现象。对于Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）合金,当X=3时,若平均晶粒尺寸为15 nm,呈现出类“应变玻璃”现象。当X=4.5时,若晶粒尺寸不超过30 nm,则呈现类“应变玻璃”现象。研究还表明,Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）合金的屈服强度、超弹应力及其温度依赖性均取决于晶界、Fe元素及位错掺杂。通过调控此三类掺杂缺陷,提高了合金的屈服强度、超弹应力,降低了超弹应力的温度依赖性,获得了NiTi基记忆合金呈现高超弹应力的不同温域,实现了其在宽温域呈现高超弹应力。
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