TiNi合金制备技术及连续铸造的可行性探讨

TiNi合金具有优良的机械性能、耐腐蚀性能、超弹性以及形状记忆性能,被广泛应用于电子、机械、宇航、运输、建筑、化学、医疗、能源以及日常生活用品等各个领域,但其高昂的价格成为制约TiNi合金进一步发展的瓶颈。本文简单介绍了TiNi合金的性能和应用,综述了其传统制备技术及新的制备工艺,在讨论连续铸造特点的基础上对该技术用于制备TiNi合金的可行性进行了探讨。     

TiNi形状记忆合金的研究动向

简述了TiNi形状记忆合金（SMA）的研究与应用进展，指出了今后的发展方向。重点介绍了TiNi细丝、微管、薄板、薄带、薄膜的开发思想与应用目标，以及TiNi SMA在智能复合材料方面的应用。TiNi SMA今后的发展方向是尺寸的超小化、超细化、超薄化；相变的高温化；热滞的宽化与窄化；功能的复合智能化以及组织性能的稳定化。有关TiNi基SMA方面的新工艺、新材料及新用途的开发也是今后的研究方向。     

前苏联研制TiNi形状记忆合金现状

形状记忆合金是一种过去人们尚未认识的物理-机械性能的新型合金,合金的奇特功能可解决许多工程上的问题,因此倍受各国科学家的重视,并相继对合金基础理论及其应用开展研究。合金的形状记忆是由热弹性马氏体转变引起的,据称这一现象是在1949年前苏联学者Г.В.库尔纠莫夫和Л.Г.汉德罗斯所发现。TiNi形态记忆合金     

钎焊温度对TiNi形状记忆合金性能和组织的影响

TiNi形状记忆合金力学性能和组织对温度变化极为敏感。通过改变加热温度，研究了TiNi形状记忆合金的力学性能和组织变化规律。结果表明：加热温度对TiNi形状记忆合金的抗拉强度和超弹性影响较大。TiNi形状记忆合金力学性能变化存在着两个临界转变温度。温度高于650℃，抗拉强度降低；温度高于200℃，超弹性降低。组织由B19相已部分转变为B2相。     

净成形制备多孔TiNi合金的阻尼性能研究

TiNi合金具有出色的形状记忆性、低的刚度、出色的耐蚀性和生物相容性,与人骨的力学性能匹配优于其他植入材料,是重要的医用植入材料。此外,富Ni的TiNi多孔材料还具有出色的超弹性,是理想的减震用结构材料。通过调整TiNi孔材料多孔型及孔隙率,可以得到出色的阻尼减震效果,并对材料的力学性能进行调控,极有可能应用于震动保     

TiNi形状记忆合金的特性及应用

形状记忆合金的应用非常广泛，在医学方面，支架、导管、导引丝、血过滤器等医疗器件，已经越来越广泛地采用TiNi形状记忆合金及超弹性合金制作；在工业领域，管接头及紧固件，驱动器，智能复合材料，阻尼材料，日常用品等各个方面，都可见到TiNi形状记忆合金的身影。1 医学方面的应用TiNi形状记忆合金在医学方面的应用始于70年代末，90年代得以迅速发展。其原因并不是TiNi形状记忆合金材料价格的下降，而是因为：（1）微创医疗技术的发展对新型医疗器件的需求增加，而这些新型医疗器件采用传统的材料难以制造；（2）TiNi 毛细管及其激…     

Ni—Ti合金的超弹性工艺研究

介绍了Ｎｉ－Ｔｉ形状记忆合金超弹性的机理,超弹性特征以获得超弹性的工艺要点。并在本所的“形状记忆合金综合测试仪”上分析了Ｎｉ含量,加工工艺以及热处理对超弹性性能的影响。同时介绍了部分超弹性的应用。     

一个用穆斯堡尔效应研究TiNi合金的初步结果

文献中极少能见到用穆斯堡尔效应研究TiNi合金的文章，这是因为TiNi合金中没有穆斯堡尔核素，而在其中产生穆斯堡尔发射源又是极其困难和复杂的工作，本工作在回旋回速器中用质子轰击Ti-51.6at.%Ni合金，获得了适合穆斯堡尔方法测量的同位素。初步分析结果表明穆斯堡尔谱的参数对Ti44Ni56合金沉淀相是敏感的，并有助于了解TiNi合金微结构和性能。     

NiTi合金的超弹性

本文简要叙述了冷加工获取NiTi合金超弹性的工艺方法，冷加工变形量和热处理对超弹性能的影响，进而讨论了超弹性的相变本质。     

医用TiNi合金的表面改性研究进展

TiNi形状记忆合金因为具有独特的形状记忆效应或超弹性,在生物医用领域得到应用。但是含有的镍可能造成过敏反应和医用金属的生物惰性受到医学和材料学者的关注。羟基磷灰石因为具有优良的生物相容性而广泛用于涂层材料。表面改性是改善TiNi合金基体的生物相容性的有效途径之一。本文介绍并讨论医用TiNi合金的表面改性方法及形成的特殊功能层与基体表层低镍化、耐蚀性、抗菌性、耐磨性和磷灰石诱导形成能力间的关系。     

Ni含量对TiNi形状记忆合金组织的影响

用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＤＸ系统研究了Ｎｉ含量对ＴｉＮｉ形状记忆合金铸态和固溶淬火室温组织的影响。给出了ｉ含量变化ＴｉＮｉ合金组织的变化规律。     

燃烧合成TiNi形状记忆合金及其性能

介绍了用燃烧合成技术由元素粉末制备ＴｉＮｉ形状记忆合金的方法及合成产物的性能。获得的ＴｉＮｉ合金锭坏具有单一ＴｉＮｉ相的铸态组织，成分准确，纯度高，为致密态，有良好的冷热加工塑性。最终加工材的力学性能和形状记忆性能与市售同类材料相当甚至更好。     

Ti-50.8%Ni合金的类金属电磁特性

研究TiNi合金的宏观电磁性质与微观电子态的关系. 由TiNi合金样品的霍尔效应实验得出样品的霍尔系数为9.6×10-6 Ωm·T~(0.1). 由霍尔系数求得电子浓度n为6.5×10~(23)/m~3, 比金属电子浓度n的值小5个量级, 电学性质比金属弱得多. 而磁性测量得出TiNi合金中有很少的铁磁性晶粒, 但铁磁相很弱, 顺磁相为主相. 样品的表观顺磁磁化率为χ=(2.55±0.01)×10~(-4)(SI), 实际的顺磁磁化率的数值为4.3×10~(-4)(SI), 比金属的Pauli顺磁磁化率的数值大一个量级. TiNi合金与金属相比, 电性弱而磁性强. 电磁实验结果证明TiNi合金未满的3d与4s电子杂化后成为巡游电子, 与金属的公有化电子相比, 它们的载流能力减弱, 而局域磁性增强.     

利用ROC技术制备TiNi形状记忆合金的研究

利用快速全向压制（ＲＯＣ）技术直接由钛、镍元素粉末制备了ＴｉＮｉ形状记忆合金。利用密度测试、显微组织观察、Ｘ射线衍射分析以及性能测试等手段对影响ＴｉＮｉ合金制备过程的主要影响因素进行了分析研究,并对制备的ＴｉＮｉ合金进行了热轧、冷轧等加工性能试验。利用ＲＯＣ技术可以得到反应充分、结构密实并具有良好性能的ＴｉＮｉ形状记忆合金。     

Dent Resistance and Effect of Indentation Loading Rate on Superelastic TiNi Alloy

The large recoverable deformation associated with reversible stress-induced martensitic transformation for superelastic TiNi alloys has been widely exploited in many applications. However, to employ superelastic TiNi in applications where high impact loading is expected, as in bearings, the effect of loading rate on superelasticity needs to be understood. In the current article, the effect of indentation loading rate on dent resistance and superelasticity of TiNi is studied. Indentation tests are performed, at different loading rates on superelastic TiNi alloy and correlated to tensile stress–strain data. It is found that the reversible deformation drops as loading rate is increased and superelasticity diminishes. Based on data collected and results analysis it is proposed that the loss in superelastic behavior under high indentation loading rate is related to retardation of the stress-induced martensitic transformation. Furthermore, a simple heat model was proposed and showed that the temperature rise during indentation is not significant.     

TiNiCu 干滑动磨损机理

研究了干滑动磨损条件下TiNiCu合金的磨损行为。TiNiCu合金的耐磨性能优于TiNiFe及TiNi合金。TiNiCu合金主要存在三种磨损机理 :摩擦副接触表面的变形粘着作用导致的粘着磨损机理 ;38CrMoAl表面上硬的微凸体及TiNiCu表面上脱落的磨屑在TiNiCu表面上造成的磨粒磨损机理 ;循环变化的接触应力产生的表面疲劳磨损机理。     

Wear characteristics of TiNi shape memory alloys

The wear characteristics of TiNi shape memory alloys against Cr-steel have been studied. Experimental results indicate that the Ti₄₉Ni₅₁ alloy can exhibit a better wear resistance than Ti₅₀Ni₅₀ alloy due to their higher hardness and pseudoelastic behaviors. Four main mechanisms, adhesion, abrasion, surface fatigue, and brinelling, are found to have important contributions to the wear characteristics of TiNi alloys. The weight loss increases with increasing wear load and sliding distance but decreases with increasing sliding speed. The contact area during sliding wear will be increased due to the variant accommodation and/or pseudoelasticity and, hence, will reduce the average compressive stress and wear damage. Variant accommodation and/or pseudoelasticity can also stabilize the crack tips and hinder crack propagation, hence improving the wear characteristics of TiNi alloys.     

海洋工程用钛合金研究与应用现状

钛合金因其比强度高、耐海水腐蚀、耐高温等优异性能,被广泛应用于海洋工程装备领域.简要介绍了海洋服役环境的特点,综述了钛合金在海洋工程上的应用现状,并从疲劳强度、蠕变性能、焊接性能、断裂韧性等方面分析了海洋工程用钛的选材要素.俄罗斯、美国已建立完整的海洋工程装备用钛合金体系,并成功将钛合金应用于潜艇、海底管道、深潜器耐压...     

Enhanced Sintering of TiNi Shape Memory Foams under Mg Vapor Atmosphere

TiNi alloy foams are promising candidates for biomaterials to be used as artificial orthopedic implant materials for bone replacement applications in biomedical sector. However, certain problems exist in their processing routes, such as formation of unwanted secondary intermetallic phases leading to brittleness and deterioration of shape memory and superelasticity characteristics; and the contamination during processing resulting in oxides and carbonitrides which affect mechanical properties negatively. Moreover, the eutectic reaction present in Ti-Ni binary system at 1391?K (1118?°C) prevents employment of higher sintering temperatures (and higher mechanical properties) even when equiatomic prealloyed powders are used because of Ni enrichment of TiNi matrix as a result of oxidation. It is essential to prevent oxidation of TiNi powders during processing for high-temperature (>1391?K i.e., 1118?°C) sintering practices. In the current study, magnesium powders were used as space holder material to produce TiNi foams with the porosities in the range of 40 to 65?pct. It has been found that magnesium prevents secondary phase formation and contamination. It also prevents liquid phase formation while enabling employment of higher sintering temperatures by two-step sintering processing: holding the sample at 1373?K (1100?°C) for 30?minutes, and subsequently sintering at temperatures higher than the eutectic temperature, 1391?K (1118?°C). By this procedure, magnesium may allow sintering up to temperatures close to the melting point of TiNi. TiNi foams produced with porosities in the range of 40 to 55?pct were found to be acceptable as implant materials in the light of their favorable mechanical properties.