NiTi基高温记忆合金相变行为与组织性能研究进展

总结了近年来国内外Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金研究进展,分析了化学成分、热机械处理和训练工艺等对高温记忆合金的马氏体相变行为、高温单程和双程记忆性能和循环使用性能稳定性等方面的影响。结果表明,Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金的相变温度、滞后宽度、高温马氏体变形与蠕变行为、高温循环特性等受显微组织影响显著。通过采取Sc、B、Cu等元素合金化、固溶和时效、冷轧退火处理,有利于细化晶粒,在基体析出细小弥散沉淀相,如Ti_2Ni和Ti_2(Ni,Pd)等,起到固溶强化和沉淀强化作用,改善高温记忆合金高温记忆性能。在一定应力条件下训练处理,在基体形成具有特定应力场位错组态易于诱发择优取向的马氏体变体形核,从而提高高温单程和双程记忆性能和功能尺寸稳定性。     

V含量对等原子比NiTi形状记忆合金微观组织、相变行为和显微硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和显微硬度计等测试手段,研究了V含量对等原子比NiTi形状记忆合金微观组织、相变行为和显微硬度的影响规律。结果表明：当V含量为0.5at%时,具有等轴晶组织的NiTiV形状记忆合金包含B19'' 和 Ti₂Ni相;当V 含量大于0.5at%时,NiTiV形状记忆合金形成B19''相、Ti₂Ni相和V的富集相,并且随着V含量增加,V的富集相越来越多聚集于晶界。进一步分析表明,Ni_49.75Ti_49.75V_0.5和Ni_49.25Ti_49.25V_1.5 形状记忆合金发生了B2?B19''的一级相变,而Ni_48.75Ti_48.75V_2.5和Ni_48.25Ti_48.25V_3.5形状记忆合金发生了B2?R?B19''的二级相变,尽管降温过程中同时发生了部分的R相变与B19''马氏体相变。随着V含量增加,相变温度随着V含量增加逐渐降低,其主要原因是Ni/Ti比例的增加。此外,随着V含量增加,合金的显微硬度值呈现先降低然后几乎保持不变的变化规律。     

形变对Ti-Ni-Hf高温记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响

采用微分扫描式量热法(DSC)、拉伸试验和弯曲试验研究了形变对Ti36Ni49Hf15高温形状记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响.结果表明,形变不影响合金的相变顺序.在马氏体状态下变形时,随形变量的增加,Ti36Ni49Hf15合金的马氏体相变温度略有下降,逆马氏体相变温度上升.当形变量一定时,合金在马氏体状态下不同温度变形,对合金的相变温度没有显著影响.Ti36Ni49Hf15高温记忆合金在马氏体状态下直接变形可以产生双程形状记忆效应,其双程可逆应变量随形变量的增加而增加.在随后的热循环过程中,合金的双程形状记忆效应在最初的几次循环过程中迅速下降,而后随循环次数的增加趋于稳定.     

固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响

将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1（摩尔分数）在1123 K固溶处理2 h,然后分别在573、723和873 K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明：固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873 K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723 K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873 K时效的镍钛样品中, Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723 K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。     

Ni_4Ti_3沉淀相对镍钛形状记忆合金相变的影响(英文)

镍钛形状记忆合金样品分别在573、723和873 K时效2 h。在573和723 K时效的镍钛样品中,可以观察到2个R相变体,而且这2个R相变体与B2基体之间的取向关系可以确定。在573和723 K时效的镍钛样品中,细小均匀的Ni4Ti3沉淀相与B2奥氏体基体之间保持共格关系。在873 K时效的镍钛样品中,可以观察到Ni4Ti3沉淀相在晶粒内部和晶界处析出,不均匀的Ni4Ti3沉淀相与B2基体之间保持共格、半共格和非共格关系。对于873 K时效的镍钛样品,加热时发生B19'马氏体向B2奥氏体转变的一阶相变,但在冷却时发生B2-R-B19'的二阶相变。723 K时效的镍钛样品在冷却时也表现出B2-R-B19'的二阶相变,但在加热时发出B19'-R-B2的二阶相变。对于573 K时效的镍钛样品,由于Ni4Ti3沉淀相周围的局部应力不均匀和局部成分不均匀,则其发生三阶相变。     

单程和双程TiNi形状记忆合金的相变行为

用差示扫描量热仪(DSC)和透射电子显微镜(TEM)研究了具有单程和双程形状记忆效应的近等原子比 TiNi 合金的相变行为。结果表明,在降温过程中,单程和双程记忆合金的相变行为分别为B_2→M 和B_2→R→R+M。R 相变属于一级相变,它不是予马氏体,而是和双程记忆效应相关的。     

形状记忆合金

Fe-Ni－Co-Al系形状记忆合金;Fe-Mn-Al-Ni系形状记忆合金;Fe-Mn-Ga系形状记忆合金;Fe=Ni—Co-Al-Ta系形状记忆合金;高Ni（55％（原子））钛镍形状记忆合金;电加热塑性变形后退火制度对TiNi合金结构和显微硬度影响;高温处理对TiNi基合金结构和性能的影响;高温处理对TiNi基合金结构和性能的影响     

富镍镨掺杂镍钛形状记忆合金的微结构、相变特性与硬度

采用真空熔炼法向NiTi二元合金中掺杂Pr稀土元素,制备了多组分原子分数的Ni₅₀Ti_50-xPr_x（x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9）合金。研究了Pr元素的添加对NiTi合金金相组织、相变温度和硬度的影响。结果表明,Ni₅₀Ti_50-xPr_x合金由NiTi基体与NiPr夹杂相组成,其中Ni₅₀Ti_49.5Pr_0.5合金的马氏体相变温度达73 ℃,合金的热滞窄至37 ℃,维氏硬度约为2850 MPa。Pr元素的添加显著降低了NiTi合金的马氏体相变温度,同时,与其他NiTi基合金相比,NiTiPr合金保持了较窄的热滞和较高的硬度。     

NiAlMnFe高温形状记忆合金的马氏体相变行为

用示差扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、光学显微镜和显微硬度计等研究了固溶、时效工艺及热循环对Ni60Al19Mn16Fe5高温形状记忆合金马氏体(M)相变行为的影响。固溶淬火态以及固溶淬火加时效态Ni60Al19Mn16Fe5合金冷却、加热时发生可逆热弹性M相变。M相变温度、热滞和相变热随固溶温度的升高而增加，时效对M相变行为亦有较大影响，1100℃固溶处理和400℃时效处理后该合金具有良好的M相变行为。热循环几乎不影响正M相变，但第1次热循环时，M显示稳定性效应，使逆M相变推迟。第1次热循环后，逆M相变不再受热循环影响。该合金的固溶淬火组织为β(M) γ，其中γ相约占20％，M的硬度高于γ相。     

NbC对FeMnSiCrNi合金组织与记忆性能的影响

配制了5种不同Nb，C含量的Fel4Mn5Si9Cr5Ni形状记忆合金，测量了不同温度和不同时间条件下固溶-时效处理的合金记忆性能，采用透射电镜和原子力显微镜观察了合金的显微组织。结果表明NbC的析出对合金的形状记忆性能有明显影响，经1200℃，10h固溶处理后的Fel4Mn5Si9Cr5Ni0．5Nb合金，经800℃，6h时效获得了最好的形状记忆性能，且优于无铌Fel4Mn5Si9Cr5M合金经热机械循环训练的记忆性能指标。显微观察表明经过高温固溶．中温时效处理后的该合金中NbC粒子在合金基体时效析出，有利于合金应力诱发细小马氏体核心的形成。     

近等原子比NiTi形状记忆合金的超弹性

研究了冷拔量、热处理工艺参数对Ｔｉ４９．８％Ｎｉ合金丝材的超弹性的影响。结果表明不同冷拔量、不同退火工艺处理的丝材获得完全超弹性的温度区间、超弹性特性都不相同，获得最大超弹性应变量的处理工艺为冷拔量３９％、退火温度７２３Ｋ、保温时间３０ｍｉｎ。     

NiAl合金的高温形状记忆效应SCIEI

观察到Ｎｉ－３４．６ａｔ．－％Ａｌ薄带单程和双程形状记忆效应（ＳＭＥ），单程ＳＭＥ发生在３００℃以上并具有很好的形状恢复率（１００％）。经高温退火后合金中产生了体积分数为１６％的延性γ′－Ｎｉ_３Ａｌ沉淀相、延性和韧性有进一步改善，同时发现退火后的薄带也具有良好的单程和双程高温ＳＭＥ。结果表明富Ｎｉ的ＮｉＡｌ有可能成为新型高温形状记忆合金（ＳＭＡ）。     

中间退火温度对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系合金记忆效应的影响

研究了热机械循环训练的中间退火温度对Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｃ系合金形状记忆效应（ＳＭＥ）的影响，结果表明：当碳含量小于０．１２％时，合金的最佳中间退火温度随碳含量的增加而略有提高；但当碳含量大于０．１２％后，碳含量的增加显著提高合金的最佳中间退火温度。只要中间退火温度适当，热机械循环训练能显著提高合金的ＳＭＥ；训练２～３次，合金的ＳＭＥ有大幅度提高；但继续训练，提高不大。     

生物医用钛基无镍记忆合金研究进展

综述近年来国内外关于Ti基无Ni记忆合金的研究进展,主要介绍Ti-Nb和Ti-Mo基二元及三元合金的记忆性能和超弹性行为,重点评述合金的微观结构、相变以及力学性能等特点,并提出一些值得关注的问题。     

Comparison of shape memory effect between casting and forged alloys of Fe14Mn6Si9Cr5Ni

The effect of different manufacturing techniques on the shape memory effect (SME) of the Fe14Mn6Si9Cr5Ni alloy has been studied. The SMEs of casting and forged alloys are similar. At ambient temperature, creep and stress-relaxation experiments of the casting alloy show that the casting alloy presents a good creep rupture strength. The manufactured pipe joints of the casting alloys keep jointing under a tensile force of 20 kN and keep sealing under a pressure of 5 MPa. Those excellent mechanical properties satisfy the requirements for pipe jointing in general industrial applications.     

NiTi形状记忆合金螺钉的研制及医学应用

成功地研制了一种新型NiTi形状记忆合金螺钉并已临床应用了150例,经3年多考核,未发现骨不连及股骨头缺血坏死现象。     

热处理对FeMnSiCrNiCo合金形状记忆效应的影响

研究了退火、淬火和训练处理对ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉＣｏ合金形状记忆效应的影响,发现热锻样品退火处理后再进行高温淬火可提高合金形状记忆效应,增高淬火速度、训练处理是提高合金形状记忆效应的有效方法,经退火、淬火和训练处理后,合金的形状记忆效应达到８０％。     

Twice reverse shape memory effect in CuZnAl shape memory alloy

The variations of the shape memory effects in the Cu-13Zn-15Al(mole fraction, %) alloy upon successive heating (the rate of heating is 5℃/min) have been studied by means of ρ-T curve , shape memory effect measurement, optical metallographical observation and X-ray diffraction. The first abnormal reverse shape memory effect occurs when the tested alloy is heated to the temperature below 320℃ ; when it is heated to the temperature between 320℃ and 450℃, the forward shape memory effect occurs; in the two stages, the shape of the sample remains the same as that in the furnace when it is taken out from the furnace and air-cooled; when the tested alloy is heated to the temperature above 450℃, the shape of the sample remains unchanged during heating, but the second reverse shape memory effect occurs after it is air-quenched.     

QUENCH IN STABILIZATION OF Cu-Zn-Al ALLOY

ＱＵＥＮＣＨＩＮＳＴＡＢＩＬＩＺＡＴＩＯＮＯＦＣｕＺｎＡｌＡＬＬＯＹ①ＰｅｎｇＫｕｎ，ＴａｎＳｈｕｓｏｎｇ，ＬｉＳｈｕｔａｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒ...     

速动形状记忆合金元件设计原理

提出了评价速动双程形状记忆元件性能的主要参数,并说明了设计实用速动元件的原理和方法。