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本文以TiNi、TiNiCu形状记忆合金为研究对象,着重研究了不同的时效温度、热机械训练以及冷热循环对TiNi、TiNiCu合金弹簧双程形状记忆效应的影响,从而找到TiNi、TiNiCu合金弹簧的最佳制作工艺。
通过对不同时效温度、热机械训练以及冷热循环后TiNi、TiNiCu合金记忆弹簧的双程回复率的测量,得知:(1)TiNi形状记忆合金拉簧以500℃为临界值,30次热机械训练和1000次热循环的双程记忆回复率随着时效温度的增加先增大后减小。30次热机械训练后,时效温度为500℃的双程记忆回复率达到最大,最大值为80%。热循环1000次后,时效温度500℃的双程记忆回复率最大,最大值为73%;而TiNi形状记忆合金压簧以600℃为临界值,30次热机械训练后,时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大,最大值为46%,热循环1000次后,时效温度700℃的双程记忆回复率最大,最大值为37%。(2)TiNiCu形状记忆合金拉簧以600℃为临界值,30次热机械训练和1000次热循环的双程记忆回复率随着时效温度的增加先增大后减小。30次热机械训练后,时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大,最大值为90%。热循环1000次后,时效温度600℃的双程记忆回复率最大,最大值为74%。而TiNiCu形状记忆合金压簧30次热机械训练后,时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大,最大值为20%;热循环1000次后,时效温度600℃的双程记忆回复率最大,最大值为14%。
通过D/max2500PC全自动X射线衍射仪对不同时效温度的TiNi合金进行分析,试验表明;不同时效温度的析出相也有差别,TiNi形状记忆合金在500℃时效析出Ti11Ni14相,此相的析出会提高钛镍形状记忆合金的回复率;在600℃时效析出TiNi3相,它是钛镍合金中的一个稳定的平衡相。
通过JEM-2010型电子显微镜对不同时效温度处理后的TiNi形状记忆合金进行TEM分析,结果表明:随着时效温度的升高,TiNi形状记忆合金中的位错慢慢增多,尤其是500℃、600℃,出现了大量的位错塞积、网状位错线以及鱼鳞状的位错线,从而使马氏体相变为稳定,合金的记忆效应也更为突出,这也从另一个角度解释了TiNi形状记忆合金弹簧在500℃、600℃时效后双程记忆效应最好的原因。
通过以上所有试验,最终找出TiNi、TiNiCu形状记忆合金弹簧的最佳制作工艺。