低相变温度宽相变滞后的Cu-Al-Mn-Nb形状记忆合金

通过恰当的成分设计,获得了具有较低马氏体相变温度及较宽相变滞后的Cu-Al-Mn-Nb形状记忆合金.用差热分析法(DSC)测得Cu-26.8Al-4.8Mn-1.0Nb(摩尔分数,%)合金在降温时马氏体相变最激烈的温度为-32℃;升温时奥氏体相变最激烈时的温度为68℃;相变滞后宽度达100℃.透射电镜、扫描电镜及X射线衍射分析表明,该合金的马氏体为2H型结构,宽滞后效应是由于合金进行马氏体相变时析出了点状富铌颗粒从而松驰掉一部分弹性应变能而产生的.该合金在表面应变为4%时,弯曲变形试样的形状回复率达93%以上,在室温下时效2个月后,其形状回复率没有发生明显恶化.室温下其抗拉强度约为550 MPa,屈服强度约为380 MPa,塑性延伸率约为7%.     

应力诱发马氏体相变滞后的研究

用Landau-Devonshire自由能理论可描述形状记忆合金伪弹性行为随温度变化的规律:温度上升,滞后环位置提高,滞后面积减小;到达临界温度T_c后,滞后全部消失。可是对CuZnAl单晶系统测定结果显示:滞后环位置随温度升高而升高,但滞后面积在一定温度范围内,却基本不变。对滞后环内变化规律的研究结果指出,滞后大小取决于应力诱发马氏体量的多少,马氏体量越多,则滞后面积越大。     

相变温度对CuZnAl形状记忆合金干磨损性能的影响

研究了相变温度对复合细化后的CuZnAl形状记忆合金干滑动摩损性能的影响,结果表明：同样的热处理工艺,在摩擦副温升不大时高温相变合金比低温相变合金耐磨,摩擦副温升较大时,低温相变合金耐磨性优于高温相变合金。合金的磨损失重机制为粘着磨损、剥离磨损和犁削磨损。     

低Nb含量Ni-Ti-Nb形状记忆合金的组织及相变特征

系统研究了低Nb含量(原子分数为4．5％)的Ni-Ti-Nb形状记忆合金的微观组织形态和相变特征以及预变形对相变滞后的影响．结果表明，Ni／Ti比的微小变化对合金的微观组织产生重要影响，从而影响合金的相变特征．低Nb含量的Ni-Ti-Nb形状记忆合金仍然具有宽滞后效应．研究了在相同温度下分别处于马氏体和奥氏体状态时低Nb合金的变形行为，并结合热弹性马氏体相变动力学作了相关解释．     

热循环对CuZnAl形状记忆合金相变温度和记忆性能的影响

本文研究了热循环温度,预应变量,稀土加入量对ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金的相变温度,记忆性能的影响。结果表明,冷热循环能使合金的相变温度温度５℃￣６℃,预应变量的提高会导致达到稳定双记忆的循环次数下降,复合稀土加入量小于０．１０％时对形状记忆性能影响不大,但可以延缓记忆衰退,提高记忆性能的稳定性。     

TiNi形状记忆合金精密脉冲电阻对焊接头相变温度的变化规律

通过示差热分析 (DSC)和X射线衍射等分析手段 ,研究了焊接热量、焊接压力、随机热处理等焊接参数以及焊后热循环对焊接接头相变温度的影响 ,并总结了其影响规律 :焊接热量和焊接压力对焊接接头相变温度的影响较小 ,As 和Af 区间基本保持不变 ;焊后随机热处理对焊接接头相变温度有一定的影响 ,As 和Af 均随热处理时间的增加而提高 ;焊后冷热循环对焊接接头的相变过程和相变温度具有重要的影响 ,因而实施焊后接头热循环工艺过程是必要的。     

退火工艺对TiNi形状记忆合金相变的影响

采用DSC法测试Ti49.8Ni50.2合金不同退火工艺处理后的热流温度曲线,研究相变温度和热焓,测试退火处理后合金的显微硬度。结果表明:48%冷加工变形量合金在冷却至液氮温度和加热过程中无相变发生,退火温度低于550℃时,发生A→R→M两阶段相变,退火温度达600℃,R相变消失。退火温度升高、位错密度下降和晶粒长大是影响合金相变的主要原因。     

高温宽相变滞后Cu-Al-Mn形状记忆合金的研究

通过恰当的成分设计，可得到具有较高马氏体相变温度及较宽相变滞后的Cu-Al-Mn形状记忆合金。用DSC(differential scanning calorimetry)及差热分析法测得：Cu-13．5 Al-2．5Mn-1．36Zn合金的M^*点(降温时马氏体相变最激烈的温度)为250℃；淬火后相变滞后宽度达到167℃。此合金具有良好的单向形状记忆效应，在表面应变为4％时，淬火态弯曲变形试样的形状回复率达95％，马氏体态长期时效对其影响不大，淬火后室温下(马氏体态)时效2年，弯曲变形试样的形状回复率达90％。室温淬火后，合金的力学性能指标如下：抗拉强度约250MPa，伸长率约7％，硬度为190HB。这种合金具有性能稳定、可用温度及时间范围较宽、力学性能较好等特点。     

NiTi形状记忆合金加热相变过程的DSC研究

采用差示扫描量热法研究了时效处理对NiTi形状记忆合金加热相变过程的影响规律。结果表明：当时效温度低于瓦（特征转折温度）时,相变温度（As和Af）随时效温度的升高而升高;当时效温度高于瓦时,相变温度随时效温度的升高而下降。对于As,当时效15min时,T0=500℃,当时效30rain时,T0=400℃;对于Af,T0均为400℃。在300℃、400℃和500℃时效15min,加热相变过程为M→R和R→P两阶段,在600℃和700℃时效15min时,加热相变过程为M→P一阶段;当时效时间延长至30min时,加热相变过程由M→R和R→P两阶段相变过程变为M→P一阶段。时效温度为500℃和700℃时,体积转变率与温度关系曲线的斜率较大。     

NiTi形状记忆合金的热电行为

研究了形状记忆合金线的热电行为。当合金线被加热到温度高于其相变温度时,由于相的转变而产生一个大的机械力。将 SMA 线用作驱动器,并研究了不同的参数及它们之间的关系。在不同的压力水平下,这些变化的参数分别是弹性应变(位移)、温度磁滞和电阻。通过传递热模型得到安全的加热电流并预测了相变温度。在自然空气对流的条件下,采用680 mA的电流加热、冷却合金线796 s。在43 MPa的应力水平下,应变恢复率为4.33%,相应的电阻变化为11.2%。在加热、冷却循环过程中,电阻变化与位移和电流分别呈线性关系。该研究有助于精确控制有、无外部传感器反馈的SMA线驱动器。     

HYSTERESIS OF PHASE TRANSFORMATION TEMPERATURE IN NiTi SHAPE MEMORY ALLOY

The relationship between structure and hysteresis of phase transformation temperature inNiTi shape memory alloy has been investigated by means of TEM observation,positron an-nihilation and electrical resistivity measurement.The sequence of hysteresis for the alloy agedunder different regimes was found to be:plate martensite>R-phase>tie-like martensite.The reversible displaeement of phase boundaries of these transformations is blocked by the co-herent stress field around Ti_(11)Ni_(14)phase particles.A linear relationship between S paramet-er of positron annihilation and maximum values of temperature hysteresis showed that themismatch dislocation and elastic stress field established by Ti_(11)Ni_(14)phase precipitation arethe main factor to determine the temperature hysteresis of phase transformation in NiTi shapememory alloy.     

SNAP-ACTION PHASE TRANSFORMATION IN TWO-WAY SHAPE MEMORY Ni-Ti ALLOY

The snap-action behavior of a Ni-Ti alloy disc which is controlled by combination of anonlinear stress field and temperature has been studied.After treatment for two-way shapememory,all shape memory strain of snap-action finishes abruptly at a certain temperaturewithin an interval of less than 1 ms.The results of resistance measurement and in-situ X-raydiffraction indicate that the snap-action strain is mainly resulted from the snap-action β R transformation.     

Ni—Ti合金中双程形状记忆速动相变的研究

利用应力对双程形状记忆合金中相变驱动力的制约作用,在Ni-Ti合金中实现了不需附加机构的速动相变和速动双程形状记忆效应。     

孔隙对NiTi形状记忆合金中B2-R相变影响的相场模拟

建立了适用于含孔隙NiTi合金中B2-R相变的相场模型,并用该相场模型研究了多孔NiTi合金中B2-R转变的微观组织演化过程以及孔隙率和孔尺寸对R相变体生长动力学行为的影响.多孔NiTi合金中R相变体以相互协调的方式形成"带状"的三维结构和"鱼骨"状的二维组织,变体之间形成的孪晶面包括{101}B2和{001}B2 2...     

PHASE TRANSFORMATION BEHAVIOR AND MICROSTRUCTURE OBSERVATION OF Nb-Ru HIGH TEMPERATURE SHAPE MEMORY ALLOY

The phase transformation behavior and micro structure of Nb-Ru alloys have been studied by DSC, X-ray diffraction, optical microscopy, transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution electron microscopy (HREM). Two-step phase transformation of CsCl (β) →face-centered tetragonal (β)→ monoclinic (β") occurs during cooling from high temperature to room temperature. The lattice parameters of marten-sites of Nb-Ru alloys were found to increase with the increase of Nb content. The martensite variants exhibit triangular self-accommodating morphology, with alternating regular bands inside. The twinning relationship between the sub structural bands was found to be (101) type I mode, and this kind of twinning interface was straight, well-defined and coherent.     

NiTi形状记忆合金中共格Ni_4Ti_3沉淀相生长动力学行为的相场法模拟

采用基于扩散场理论的宏观相场模型对NiTi形状记忆合金中具有菱方结构的共格Ni₄Ti₃相的析出及长大过程进行了模拟研究; 沉淀相的形貌演化通过求解非守恒参量场Ginzburg-Landau控制方程和守恒浓度场Cahn-Hilliard扩散方程获得. 与二维模型相比, 本研究采用了准确的晶体学参数及改进的数学模型, 获得了更为直观及合理的三维盘状变体及二维透镜状变体; Ni₄Ti₃沉淀相的长度、宽度和面积分数随时间的变化分别遵循指数、线性和对数关系; 且其长度与宽度的比值并非恒定值, 在生长初期该比值有较大的增速而随后逐渐减慢, 能很好地解释沉淀相盘状及透镜状形貌特征形成的原因并与相关实验结果吻合.     

Ni含量对TiNi形状记忆合金相变行为的影响

用示差扫描热分析仪和光学显微镜系统研究了Ｎｉ含量对ＴｉＮｉ形状记忆合金Ｒ相和Ｍ相相变温度，相变热，热滞的影响。结果表明：在加热和冷却过程中，Ｔｉ－３３．３％Ｎｉ和Ｔｉ－７５．０％Ｎｉ不发生相变；ＴＭ，ΔＭ，ΔＨＭ和ΔＨＲ是Ｎｉ是含量的函数，ＴＲ和ΔＲ基本为一定值，与Ｎｉ含量有关。     

应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金疲劳过程影响的原位实验观察

利用长距离显微镜（QRMS）对经过精细抛光的试样表面进行观察，原位研究了TiNi形状记忆合金中应力诱发马氏体相变（SIMT）和逆相变对疲劳行为的影响。，包括对应力－应变响应和疲劳裂纹萌生和裂纹扩展规律的影响，并与普通金属的疲劳行为进行了对比。结果表明：TiNi形状记忆合金可逆的应力诱发马氏体相变有利于改善疲劳性能，然而也正是反复发生的SIMT引起 的滑移导致了疲劳裂纹的萌生。此外，在实验中还观察到若干反常的疲劳行为，如恒△K加载时裂纹扩展速率对裂纹长度的依赖性，裂纹扩展时的分叉以及疲劳试样表面出现的大量二次裂纹等现象。     

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。     

DSC STUDY OF MARTENSITIC TRANSFORMATION KINETICS IN A Cu－Zn－Al－Mn－Ni SHAPE MEMORY ALLOY

ＤＳＣＳＴＵＤＹＯＦＭＡＲＴＥＮＳＩＴＩＣＴＲＡＮＳＦＯＲＭＡＴＩＯＮＫＩＮＥＴＩＣＳＩＮＡＣｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｎ－ＮｉＳＨＡＰＥＭＥＭＯＲＹＡＬＬＯＹＧＥＮＧＧｕｉｌｉ;ＢＡＩＹｕｊｕｎ;ＰＥＮＧＱｉｆｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭａｔｅｒｉａ...