低压烧结制备多孔NiTi形状记忆合金的结构及性能

采用低压烧结法制备了多孔NiTi形状记忆合金;研究了在1050℃下烧结不同时间所制备合金的结构及性能,并与常规粉末烧结方法制备的合金进行了比较。结果表明:低压烧结法在短时间内制备合金的孔隙可控性好,孔径主要分布在50~200μm之间,孔隙相互连通,呈网状分布,无明显各向异性;同时表现出良好的力学性能和超弹性能。     

多孔NiTi形状记忆合金的制备工艺研究

介绍了制备多孔NiTi形状记忆合金的方法,研究了用粉末冶金法制备多孔NiTi形状记忆合金工艺及过程,结果表明:在140MPa压力下压制,在1223K下粉末冶金制备的NiTi合金,具有合适的孔隙度和较规则的孔形貌。     

低压烧结制备孔NiTi形状记忆合金的结构及性能

采用低压烧结法制备了多孔NiTi形状记忆合金;研究了在1050℃下烧结不同时间所制备合金的结构及性能,并与常规粉末烧结方法制备的合金进行了比较。结果表明：低压烧结法在短时间内制备合金的孔隙可控性好,孔径主要分布在50-200um之间,孔隙相互连通,呈网状分布,无明显各向异性;同时表现出良好的力学性能和超弹性能。     

自蔓延燃烧合成多孔NiTi形状记忆合金的显微组织和孔隙结构

以镍粉和钛粉为原料,采用自蔓延燃烧合成技术制备了多孔NiTi形状记忆合金,研究了压坯压力、镍含量、钛粉粒径等参数对合金孔隙尺寸、孔隙均匀性和显微组织的影响。结果表明:自蔓延燃烧合成的NiTi合金为螺旋分层结构;压坯压力在100~200 MPa范围内再经自蔓延燃烧合成的NiTi合金的孔隙均匀,且为三维连通结构,比较理想;镍质量分数为40%左右时,孔隙的分布和三维贯通性均较理想;当钛粉粒径较大时,出现了大量的液相和NiTi2、Ni3Ti等杂质相,反应很不充分,钛粉粒径在50~100μm之间为好。     

马氏体相变温度对NiTi形状记忆合金抗磨损性能的影响

为了弄清楚N iTi形状记忆合金相与磨损性能之间的关系以及合金的磨损特征,研究了6种N iTi合金在相同条件下马氏体相变温度对磨损量的影响。结果表明:合金在没有发生永久性损坏带来的磨损的情况下,热弹性马氏体的转变,马氏体片的重新取向、合并及阻尼效应都能提高合金适应大变形量的能力,所以在粘着磨损过程中,弹性变形就会累积;对于6种合金来说,抗磨损性能主要取决于Ms转变温度,N i原子的析出和合金的硬度对合金的抗磨损性能也有显著影响。     

冷却方式与时效温度对60NiTi合金硬度和组织的影响

系统研究了冷却方式、时效温度对60NiTi合金硬度和组织的影响,结果表明：相比于退火处理试样,正火或淬火处理能显著提高合金的硬度;正火试样300℃时效处理能进一步提高合金硬度,而400,500,600℃时效处理使合金硬度降低,其中600℃时效处理合金硬度下降最显著;通过正火+300℃时效处理后合金的硬度由铸态试样的31 HRC提高到60 HRC。金相与X射线衍射（XRD）结果表明,正火和淬火处理后的60NiTi合金晶粒中没有粗大针状析出相形成。获得均匀细小的组织并避免Ni₄Ti₃相在冷却及时效过程中粗化并转变成Ni₃Ti相是得到高硬度60NiTi合金的关键。     

工艺参数对热等静压法制备多孔 NiTi记忆合金孔隙特性的影响

采用不封装的热等静压法来制备多孔NiTi形状记忆合金,着重研究了不同工艺参数对孔隙特性的影响规律.结果表明:采用烧结时间3h制备出的多孔NiTi记忆合金能得到令人满意的孔隙特征,分别采用100 MPa和400 MPa的冷压压力能够制备出两种完全不同孔状结构的多孔NiTi记忆合金,一种是均匀分布的结构,另外一种则是层状结构(多孔层-致密层-多孔层);而且,随着热压压力的增加,孔隙特征参数减小.     

淬火温度对铜铝锰形状记忆合金两个内耗峰的影响

利用倒扭摆内耗仪研究了淬火温度对Cu-11.9Al-2.5Mn形状记忆合金升温过程中两个内耗峰的影响.结果表明：高温峰源于逆马氏体相变,低温峰则由孪晶畴的细化所引起.低温峰在淬火温度为700℃时有一最小值之后随淬火温度的升高而升高,因为在较高温度淬火可产生较大尺寸的孪晶,从而有利于孪晶畴界的移动.高温峰开始随温度升高而增大,在700℃淬火时达到最高值,淬火温度更高时反而降低,这与高温淬火引入的缺陷密度有关.     

电弧增材制造NiTi形状记忆合金成形与性能

基于电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing, WAAM)技术,以NiTi丝(Ni 50.50 at.%)为堆积材料制造形状记忆合金薄壁构件,研究其组织成分、相变特征和力学性能。结果表明,由于不同的热循环条件,沿试样高度方向上每道沉积层微观结构不同,第一沉积层为较大的等轴晶,随着热量累积,晶粒生长趋向为更细小的等轴形态,层间为柱状晶。室温下,试样是奥氏体相(Ni51.10at.%),与丝材相比,电弧增材制造的构件硬度较高且具有更宽的温度变化范围和相变滞后现象。试样拉伸强度约为611.30MPa,延伸率约为19.50%,具有较好的断裂韧性。试样在第一次加载-卸载循环时塑性应变仅为1.01%,8个循环后塑性应变趋于稳定,约为2.68%。     

一种应力诱发相变的超弹性NiTi记忆合金本构模型

采用隐式应力积分塑性理论,建立一个能够考虑超弹性Ni Ti合金相变行为的本构模型。该模型利用VonMises等效应力面构建记忆合金的相变面,描述记忆合金在力载荷驱动下的相变行为,并通过试验进行验证。研究表明,所建立模型能很好描述温度相关应力所引起马氏体的相变行为,同时对马氏体的逆相变行为也能进行合理地描述。     

法向载荷对NiTi形状记忆合金摩擦过程的影响

形状记忆合金材料的一个重要特征就是在固体状时,在一定温度或载荷下会发生相变过程。因此在摩擦过程中,当法向载荷够大时,局部发生的相变将导致接触点材料力学性质改变,从而使摩擦性能改变。在单点接触的Hertz模型的基础上,建立以钢球接触Ni-Ti记忆合金平面的接触模型,通过分析法向载荷诱发塑性变形的过程,探讨法向载荷对Ni Ti形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)摩擦过程的影响,并与实验结果进行比较。理论分析和实验研究结果均表明:当法向载荷小时,摩擦因数与法向载荷成负相关;当法向载荷超过一定值后,摩擦因数几乎不变。所得出的结论可以用来预测形状记忆合金的摩擦性能,以控制和减少零件可能因磨损造成的损失。     

镍钛形状记忆合金冲蚀磨损研究进展

介绍了材料的冲蚀磨损理论,主要包括微切削理论、薄片剥落磨损理论、变形磨损理论和二次冲蚀理论,分析了冲蚀磨损的影响因素。在综述N iTi合金冲蚀性能研究现状的基础上,对N iTi合金的冲蚀机制进行了分析,认为超弹性及超塑性(形状记忆效应)起到了决定性的作用,除此之外,加工硬化性能、耐疲劳性、马氏体变体的择优取向及自适应性对N iTi合金的冲蚀性能也起到了很大作用。总结了N iTi合金作为耐冲蚀材料在实际应用中存在的问题,为N iTi合金冲蚀性能的研究方向提出了建议。     

NiTi形状记忆合金超声波焊接温度场数值计算与分析

NiTi形状记忆合金因具有优异的超弹性、形状记忆效应而被广泛应用。超声波焊接作为一种固相连接技术,在NiTi合金薄片材料的连接方面具有一定的优势,由于超声波焊接方法具有瞬时性且焊接过程十分复杂,所以难以通过试验观察的手段来研究其连接机理。针对NiTi形状记忆合金超声波焊接过程中温度难以监测的问题,采用ANSYS有限元分析软件建立NiTi合金的超声波焊接二维有限元分析模型,探究了超声波振幅对焊接温度场分布的影响规律,搭建热电偶测温平台采集焊接试验过程的温度数据对模型进行验证,结合数值模拟结果,分析了NiTi合金超声波焊接的连接机理。结果表明,焊接温度场与振幅呈正相关,在固定焊接条件下,振幅每增加5μm,焊接最高温度约提高45℃。经试验测定,模拟结果与试验数据吻合较好,最高温度仅相差4℃,误差不超过最高温度的3%。将试验结果与模拟结果相结合,NiTi合金的超声波过程中铝没有熔化,接头为固相连接。     

低层错能FeMnSiCrCu形状记忆合金的空蚀

对低层措能Fe—26Mn—6Si—7Cr—lCu形状记忆合金和0Crl3Ni5Mo不锈钢进行了空蚀试验。结果表明，Fe—26Mn—6Si—7Cr—lCu形状记忆合金杭空蚀性能优于0Crl3Ni5Mo不锈钢。空蚀过程中应变诱发马氏体转变是该形状记忆合金具有良好杭空蚀性能的主要原因。     

循环加载下热处理对NiTi记忆合金丝超弹性变形行为和寿命的影响

通过循环加载试验,研究了不同热处理工艺下NiTi形状记忆合金丝超弹性的变形行为和寿命特征,得到了试样应力和寿命间的疲劳曲线。结果表明,不同的退火温度和退火时间对合金的超弹性性能具有不同程度的影响。     

铁锰硅铬镍形状记忆合金的形状记忆效应

在铁基形状记忆合金中加入铬和镍以增加合金的形状记忆效应和提高其耐腐蚀性。较详细地研究了合金成分、预变形方式及训练对FeMnSiCrNi合金形状记忆效应的影响。结果表明：Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni成分的合金具有较佳的形状记忆效应；合金的形状记忆效应随预变形量的增加而下降；合金经训练后形状记忆效应大幅度提高，特别是第一次训练的效果最显著。