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Cu基形状记忆合金因其成分来源广泛,成本较低廉,相变温度范围宽,且具有良好的形状记忆效应,可以替代Ni-Ti基合金而满足很多工业、军事、生活等方面的需要,适于大规模的工业应用,成为当前的研究热点。但其晶粒粗大,脆性大,易断裂,疲劳强度小,耐热性差,相变点易漂移,这使其实际应用受到了一定限制。而热处理工艺成为改变给定合金组织和性能最简单、有效的方法。
本文设计并用熔炼法制备了Cu-Zn-Al RE形状记忆合金,通过改变热处理工艺,采用显微组织观察、XRD物相分析、DSC热分析、形状回复率测试等材料分析测试方法对不同热处理后的合金试样组织、相变性能、力学性能进行了测试分析,研究不同的热处理工艺对铜基形状记忆合金组织、相变点、形状记忆效应的影响。主要内容如下:
1.对合金进行不同温度、不同保温时间的固溶处理,结果表明,随着固溶温度的升高,合金相变点升高,而形状回复率先升高后降低;随着固溶保温时间的延长,合金形状回复率先升高后降低;本实验合金最佳的固溶处理工艺为:850℃×10min。
2.对直接固溶淬火的试验合金在母相区进行不同温度、不同时间的时效处理,结果表明,在低温母相区进行短时时效,马氏体再有序化,合金回复率稍升高,之后随着时效温度的升高和时效时间的延长,都会使合金组织变差,发生贝氏体相变,析出沉淀相,使合金相变点降低,形状记忆效应衰减,甚至丧失。
3.对实验合金进行不同温度的分级淬火处理,结果表明,随着分级淬火等温温度的升高,合金相变点变化不大,只在很小的温度范围(5℃)内波动;合金马氏体有序性随着等温温度的升高先增大,在200℃达到较大,马氏体片群逐渐趋于一致的平行排列,形状记忆效应达到最大,之后,随着温度的升高,有序性降低,马氏体呈“V”形排列,形状记忆效应也降低。