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镍钛形状记忆合金因为具有优良的综合力学性能、形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性能以及良好的生物相容性,而广泛应用于医学、航空和航天工程领域。塑性变形对镍钛基形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性等力学性能具有重要的影响。通过在一定温度条件下的大塑性变形,可以实现镍钛形状记忆合金的非晶化,非晶相经过适当的热处理晶化,可以形成纳米晶相。与粗晶镍钛形状记忆合金相比,纳米晶镍钛形状记忆合金具有更加优良的力学性能、超弹性、耐腐蚀性能和生物相容性。因此,开展镍钛形状记忆合金大塑性变形技术具有重要的科学意义和工程价值。本论文以等原子比镍钛(Ni50Ti50)形状记忆合金和Ni50-x/2Ti50-x/2Nbx系合金(其中x=2,4,6)为研究对象,对其显微结构进行了表征。分析结果表明,Ni50Ti50形状记忆合金经850℃保温2h,淬入液氮后,Ni50Ti50形状记忆合金为马氏体结构,其中含有大量马氏体孪晶,孪晶类型为Ⅰ型孪晶,并且伴有二次孪晶发生。Ni50-x/2Ti50-x/2Nbx系合金的淬火结果表明,其相结构因Nb的含量而不同,主要包括奥氏体B2相、马氏体B19’相、Ti2Ni相和β-Nb相。以固溶处理Ni50Ti50形状记忆合金为研究对象,建立了马氏体镍钛形状记忆合金局部包套压缩的宏观有限元模型,对镍钛形状记忆合金的局部包套压缩进行了模拟,获得了镍钛形状记忆合金的局部包套压缩的速度场、应力场、应变场和载荷变化,为揭示镍钛形状记忆合金的局部包套压缩塑性变形金属流动的基本规律奠定了基础。对固溶处理的镍钛形状记忆合金进行了局部包套压缩实验。实验结果表明,镍钛形状记忆合金遭受50%局部包套压缩时,可以观察到纳米晶相和非晶相的发生,而且镍钛形状记忆合金局部包套压缩时,存在不均匀塑性变形。随着塑性变形程度的增加,镍钛形状记忆合金的非晶化越来越显著。另外,可以观察到变形孪晶,而且该孪晶属于复合孪晶。对固溶处理的镍钛形状记忆合金进行75%压缩变形,使其发生非晶化。然后将非晶化的镍钛形状记忆合金分别在300℃、450℃和600℃进行热处理晶化2h。对晶化后的镍钛形状记忆合金进行了压缩实验,获得了其真实应力-应变曲线。实验结果表明,在300℃的热处理时,镍钛形状记忆合金表现出了极高的弹性极限,但塑性较差。在450℃的热处理时,镍钛形状记忆合金表现出了很高的屈服强度,而且塑性也较好。在600℃的热处理时,镍钛形状记忆合金表现出了较低的屈服强度,而且塑性也较好。