NiTiNb形状记忆合金因兼具优异的形状记忆性能和机械性能,广泛的应用于管接头等需要连接与密封的场合。连接与密封条件下,应力松弛行为是影响其寿命和使用可靠性的关键因素。应力松弛表征方法当前主要采用一维材料拉伸法。采用该方法开展室温条件下应力松弛研究的时间可长达数年,且仅能对材料宏观应力松弛行为进行简单模拟,不适于应力松弛行为的系统研究。针对NiTiNb形状记忆合金的应力松弛研究,已开展的工作较少,当前仅基于拉伸试验开展了一些材料级的高温应力松弛规律研究,而对反映NiTiNb形状记忆合金实际使用状态的、室温条件下的应力松弛及其主要影响因素尚无研究工作。本文针对NiTiNb形状记忆合金的室温应力松弛表征需求,以当前应用最为广泛的Ni47Ti44Nb9形状记忆合金及其管接头为研究对象,系统开展了N 47Ti44Nb9形状记忆合金的室温应力松弛表征新方法与室温应力松弛规律研究。首先,模拟Ni47Ti44Nb9合金的实际使用过程,采用具有控温及力学测试功能的中子衍射装置原位开展了回复过程中物相转变规律及其与回复应力关系研究,并基于试验结果与Ni47Ti44Nb9合金相变规律等对试验现象进行了深入分析,为深入了解回复应力变化的规律与机理提供了重要的参考。然后,基于纳米压痕仪建立了 Ni47Ti44Nb9形状记忆合金室温应力松弛快速、经济的表征方法;采用该方法研究了加载速度、加载载荷等参量对Ni47Ti44Nb9合金室温应力松弛规律的影响,并结合位错移动理论对试验现象进行了深入分析;设计试验开展了不同回复温度对形状记忆合金产品应力松弛规律的影响,并对比了其与1Cr18Ni9、ZL204等常见金属材料的应力松弛风险。本部分研究结果将有助于全面了解NiTiNb形状记忆合金的室温应力松弛规律。最后,基于X射线衍射仪建立了 Ni47Ti44Nb9形状记忆合金产品室温应力松弛在线的表征方法;论证了通过表面应力间接表征回复应力的可行性;并研究了不同回复温度对约束回复管接头表面应力的影响规律,测试了经约束回复处理的管接头室温条件下5个月内的应力松弛规律。本部分的研究内容将有助于解形状记忆合金产品实际使用状态下的应力松弛规律。通过本项目的研究,建立起了 NiTiNb形状记忆合金室温应力松弛快速、经济、无损、原位的表征方法,获得了 NiTiNb形状记忆合金典型使用条件下的室温应力松弛规律。研究结果将有助于系统开展NiTiNb形状记忆合金室温应力松弛研究工作,并指导NiTiNb形状记忆合金产品的制备过程优化和可靠性提升。