【摘 要】
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为了开发相变和性能稳定的Ti-Ni基形状记忆合金,本文使用X射线衍射仪、示差扫描热分析仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机以及电化学工作站等仪器对比研究了350～700℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金的相组成、相变行为、显微组织、力学性能、电化学腐蚀性能、形状记忆行为和应力-应变循环稳定性,对比研究了退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金弹簧的形状记忆行为及循环稳
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为了开发相变和性能稳定的Ti-Ni基形状记忆合金,本文使用X射线衍射仪、示差扫描热分析仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机以及电化学工作站等仪器对比研究了350～700℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金的相组成、相变行为、显微组织、力学性能、电化学腐蚀性能、形状记忆行为和应力-应变循环稳定性,对比研究了退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金弹簧的形状记忆行为及循环稳定性,得到以下主要结果:350～700℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金室温相组成皆为马氏体相B19’和母相B2。随退火温度升高,Ti-50Ni合金的冷却/加热相变类型由B2→R→B19’/B19’→B2型向B2→B19’/B19’→B2型转变（B2-母相,Cs Cl型结构;R-R相,菱方结构;B19’-马氏体相,单斜结构）,马氏体逆相变温度在72～80℃之间变化,相变热滞在33～41℃之间变化;Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金冷却/加热过程始终保持B2→B19’/B19’→B2型相变,马氏体逆相变温度在46～65℃之间变化,相变热滞较窄,在22～24℃之间波动。350～550℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金皆处于回复阶段,组织呈现纤维状;600～700℃退火态合金处于晶粒长大阶段,组织呈等轴状;两种合金的再结晶温度均在550～600℃之间。Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金的抗拉强度（Rm）及马氏体再取向平台长度（LM）相近;Ti-50Ni合金的马氏体再取向应力（σM）及伸长率（A）大于Ti-45Ni-5Cu合金。随退火温度升高,两种合金的Rm和LM下降,A升高,σM先下降后上升,Ti-50Ni合金σM的最小值102.8 MPa在450℃退火态合金中取得,Ti-45Ni-5Cu合金σM的最小值63.3 MPa在400℃退火态合金中取得。室温下,Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金皆呈现形状记忆效应。随变形温度升高,Ti-45Ni-5Cu合金平台应力升高,残余应变下降,并逐渐由形状记忆效应向超弹性转变,转变温度范围为60～80℃。Ti-45Ni-5Cu合金的循环稳定性优于Ti-50Ni合金。经电化学腐蚀后,Ti-45Ni-5Cu合金的腐蚀电压整体大于Ti-50Ni合金,最大值-0.283 V在600℃退火态Ti-45Ni-5Cu合金中取得,Ti-45Ni-5Cu合金的耐腐蚀性较好。随变形温度升高,350～600℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金弹簧由形状记忆效应转变为超弹性,前者转变温度在60～80℃之间,后者在40～60℃之间。随应力-应变循环次数增加,Ti-45Ni-5Cu和Ti-50Ni合金弹簧的应变恢复率皆先下降后趋于稳定,Ti-45Ni-5Cu合金弹簧的形状记忆稳定性优于Ti-50Ni合金弹簧。
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