热处理工艺对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

研究了回复退火温度及淬火工艺对Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni合金形状记忆效应的影响.结果表明,合适的回复退火温度能够有效提高Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金的形状记忆效应,淬火工艺对合金的形状回复率有较大影响.合金在500～600℃回复退火可以获得较好的形状记忆效应;600℃淬火后形状回复率最高达92%.在水中或油中淬火后,合金的形状记忆效应差别不大.     

基于单向拉试验5A90铝合金超塑性能试验研究

采用等应变速率拉伸法研究了温度和应变速率对5A90合金超塑性力学性能的影响。结果表明:5A90铝合金最佳变形温度是400℃,在此温度下,不同应变速率条件下,可以获得较大的伸长率,最大伸长率为193.6%;在变形温度为375℃~500℃时,应变速率对5A90铝合金的流变应力及抗拉强度有显著影响,流变应力及抗拉强度随应变速率升高而增大。在同一应变速率下,5A90铝合金流变应力水平随着变形温度的提高而降低。另外,基于Backofen本构方程,对5A90铝合金在不同温度状态下的强化规律进行了分析,结果表明,随变形温度逐渐升高,应变速率敏感性指数先减小后增大,最后得到5A90铝合金最佳超塑性参数为:T=400℃,ε=0.0005s-1。     

形变退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金的相变和形状记忆行为

用XRD、光学显微镜、示差扫描量热仪和拉伸实验研究退火温度(t_a)对冷拉Ti-50.8Ni-0.1Nb(摩尔分数,%)合金组织、相变和形状记忆行为的影响。结果表明:350～700℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金由马氏体M(B19′,单斜结构)和母相A(B2,Cs Cl型结构)组成。随t_a升高,合金组织形貌由纤维状变为等轴状,再结晶温度约为580℃;合金冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型向A→M/M→A型转变(R-R相,菱方结构),R相变温度降低,M相变温度和热滞先升高后降低,R相变热滞为6.7～9.8℃。350～550℃退火态合金的抗拉强度高于600～700℃退火态合金的,伸长率则远低于后者的。400～550℃退火态合金呈形状记忆效应,350℃退火态和600℃及以上温度退火态合金呈超弹性。随应力-应变循环次数增加,合金应力-应变曲线的平台应力下降。400～550℃退火态合金的形状记忆效应和600℃及以上温度退火态合金的超弹性稳定性良好。     

退火温度对淬火态Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金记忆效应的影响

研究了退火温度对淬火态预先存在热诱发ε马氏体的Fe-14Mn-5.5Si-8.0Cr-5.0Ni合金和无热诱发ε马氏体的Fe-19Mn-5.0Si-8.0Cr-6.0Ni合金记忆效应的影响。结果表明:预先存在热马氏体合金的形状回复率随退火温度的升高,先上升后下降,在500℃附近达到最大值。但无热马氏体存在合金的形状回复率随退火温度的变化却相反,在500℃附近达到最小值;两种合金的Ms温度都随退火温度的升高而下降,在500℃附近达到最低。预先存在热马氏体的合金由于退火后Ms温度的降低,减少了热诱发的马氏体量,因而形状记忆效应得到了提高;而无热马氏体存在的合金由于退火后Ms温度的进一步下降,使得应力诱发马氏体转变更不容易发生,因此形状记忆效应反而下降。     

热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆行为的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr合金形状记忆行为的影响。350~400 ℃和600~700 ℃退火态合金呈超弹性(SE),450~550 ℃退火态合金呈形状记忆效应(SME);300 ℃/(1~50 h)和400 ℃/1 h时效态合金呈SE,400 ℃/(5~50 h)和500 ℃/(1~50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200MPa在500 ℃退火后取得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500 ℃退火后取得。随时效时间延长,300 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400 ℃和500 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗△W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和△W先降低后趋于稳定。     

半连续铸造Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金的组织与性能

采用半连续铸造工艺制备了Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83)合金,研究了固溶时效态合金的室温、高温拉伸性能,以及在300℃时的压缩蠕变性能。结果表明,经过500℃固溶4h,225℃时效15h处理后,晶粒内部析出相均匀,合金表现出优异的室温力学性能,抗拉强度和伸长率分别达到364 MPa和5.8%。T6态合金的抗拉强度随使用温度提高而降低,温度高于200℃时,合金的强度下降显著。当使用温度为300℃时,抗拉强度降为219MPa,伸长率大幅提高到20.7%;在300℃时,应力在50~120 MPa之间,T6态合金具有优异的抗蠕变性能,蠕变应力指数为3.36,表明在相应温度和应力下,位错滑移为主要的蠕变机制。     

Ti-Ni-V形状记忆合金超弹性研究

采用拉伸和应力-应变循环实验研究了退火温度、时效温度、时效时间、形变温度和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.5V(原子分数,%)形状记忆合金超弹性(SE)的影响。随退火温度的升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σM)先减小后增大,超弹性残留应变(εR)先增大后减小再增大,为了获得优异的室温SE,退火温度应取500~600℃。随时效温度的升高,合金的σM降低,εR增加,SE变差;随时效时间延长,300℃时效态合金的SE稳定,400和500℃时效态合金的SE变差。随形变温度的升高,σM增加,SE改善。随循环次数增加,400℃退火态合金的SE稳定;500℃退火态合金的σM降低;600℃退火态合金的SE由非线性向线性转变。     

时效和SME训练对Ti50Ni50合金丝记忆效应的影响

研究了不同时效热处理和形状记忆效应训练（SME）对Ti50Ni50合金丝的单程形状回复率ηs、双程回复率ηt。的影响。结果表明：时效温度在300-500℃时，ηs保持在一个较高的状态，出现一个稳定的平台；时效温度从500℃升到600℃时，仇急剧下降，550℃时下降了56.7％，600℃时下降了68．3％。时效温度在400-600℃时双程记忆效应最平稳也是最好的。随着训练次数的增加．单程记忆效应是减弱的，训练75次后的回复率仅为未经训练的60％。不同的时效温度，减弱的趋势是一致的。随着训练次数的增加，ηt显著增加，训练75次后基本稳定，回复率增加了200％，时效温度高于500℃后，训练对双程回复率影响不大。     

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。     

挤压态AZ631M镁合金显微组织及高温变形行为研究

研究了不同挤压比和挤压温度(挤压桶温度)对AZ631M镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响,探索了挤压态AZ631M镁合金最优时效处理工艺和热加工工艺。实验挤压比选用9、32、41、81,挤压温度为200、250、300℃。热处理采用挤压后固溶+时效(T6)和直接时效(T5)处理2种方式,绘制了在变形温度为300~450℃和初始应变速率为5×10~(-2)~5×10~(-4)s~(-1)的热加工图。结果表明:随着挤压温度从300℃降低到200℃,合金晶粒尺寸从31μm减小到14μm,抗拉强度从325 MPa增加到368 MPa,伸长率从13.6%增加至17.3%。随着挤压比增加从9到81,合金晶粒尺寸从24μm减小至8μm,抗拉强度从277 MPa增加至376 MPa,伸长率从16.1%降低至15.3%。挤压温度为250℃,挤压比为32,挤压速度为60 mm/min挤压、T6(420℃/8 h+210℃/18 h)处理后,AZ631M镁合金抗拉强度与挤压态AZ631M(330 MPa)对比提高了18%,达到390 MPa,伸长率降低了40%。和铸态AZ631M相比,挤压态AZ631M的热加工区域增大,最优热加工区域为温度400~450℃,初始应变速率5×10~(-4)~1.5×10~(-3)s~(-1)。     

固溶温度对Fe基形状记忆合金性能的影响

研究固溶温度对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Mo合金形状记忆效应的影响,并从合金显微组织结构、层错能和热诱发ε马氏体等几个方面进行了讨论.结果表明,固溶温度大于1173K时,随着温度的升高,奥氏体晶粒度增大,并且应变回复率也降低;固溶温度1173K时,晶粒尺寸最小达45μm,组织中预存的热诱发ε马氏体最少,应变回复率也相对最大.说明热诱发ε马氏体对形状记忆效应不利;合金的层错几率和应变回复率的变化有着一样的趋势,层错几率越大,则合金的回复率也越高.     

5A06铝合金超塑性变形力学特性

采用等应变速率拉伸方法研究温度和应变速率对5A06合金超塑性变形力学性能的影响。结果表明,在温度375℃~500℃时,应变速率对5A06铝合金的流变应力及抗拉强度有显著影响,流变应力及抗拉强度随着应变速率增大而增大;在一定的应变速率下,流变应力随着变形温度的升高而降低。基于Backofen本构方程,对5A06铝合金在不同温度状态下的强化规律进行分析,结果表明,随着温度的逐渐升高,应变速率敏感性指数先增大后减小,5A06铝合金最佳的超塑性参数为温度T=400℃,应变速率ε=0.005s-1。     

喷射成形6061铝合金的热处理工艺

对喷射成形6061铝合金的热处理工艺进行研究,采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等研究固溶温度、时效温度和时效保温时间对合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随固溶温度的升高,合金硬度也随之升高,而其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率则先增大后减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增大后减小,断后伸长率却一直减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度曲线随时效温保温时间的延长呈驼峰状变化,断后伸长率则变化不大,只在17 h时有所增大;喷射成形6061铝合金的最佳热处理工艺为530℃固溶1 h+175℃时效8 h。     

生物医用Ti-16Nb-4Sn合金的超弹性和形状记忆效应

通过室温下拉伸及弯曲试验,研究了淬火温度以及循环拉伸对Ti-16Nb-4Sn(at%)合金的超弹性和形状记忆效应的影响.发现锻造态合金在室温变形后具有接近完全的超弹性.700℃冰水淬火的合金具有最好的形状记忆效应,室温变形后在150℃加热,形状回复率可达21.1%,但超弹性却最低.超弹性和形状记忆效应具有互补性.循环拉伸可以明显改善合金的超弹性.对于锻造态和经400℃冰水淬火的合金,通过4%应变量循环拉伸3次后均可获得完全的超弹性.XRD分析结果表明,室温下合金的组织为β α"马氏体.     

热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆效应和超弹性的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金的形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。350～400℃和600～700℃退火态合金呈SE,450～550℃退火态合金呈SME;300℃×(1～50 h)和400℃×1 h时效态合金呈SE,400℃×(5～50 h)和500℃×(1～50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200 MPa在500℃退火后获得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500℃退火后获得。随时效时间延长,300℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400和500℃时效态合金的σM降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗?W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和?W先降低后趋于稳定。     

2A12硬铝合金热拉伸流变行为及本构建模

在变形温度350~500℃、应变速率0.01~1 s~(-1)条件下,利用Gleeble-3500热模拟实验机对2A12硬铝合金板进行热拉伸实验。结果表明:峰值应力随温度升高而减小,随应变速率提高而增大;随着应变速率减小,断裂总伸长率升高,而均匀伸长率降低;应变速率较低时,其断裂总伸长率在350~450℃时较高,升高到500℃时迅速降低,均匀伸长率则对温度变化不敏感;应变速率较高时,试样断裂总伸长率对温度变化不敏感,均匀伸长率随温度升高而降低。根据实验结果,采用Z参数建立的流变应力本构模型,能较好地描述2A12铝合金板材热拉伸变形下的流变行为。     

添加Ti对FeMnSiCrNi形状记忆合金性能的影响

研究了添加Ti对铁基形状记忆合金性能的影响.研究结果发现,添加Ti元素不仅使铁基形状记忆合金的力学性能得到改善,而且形状记忆效应也有较大幅度的提高.采用钨极氩弧焊(TIG)后,含Ti合金焊接后的抗拉强度达到706.9 MPa,是母材强度的98%,达到未加Ti合金母材的强度,远高于未加Ti合金焊接试样的强度(625.3 MPa).添加Ti的铁基合金在800℃退火后,在4%弯曲变形下形状记忆效应达到92%,比未添加Ti合金在700℃退火处理后形状回复率高31%.SEM分析表明,添加Ti试样晶粒细小,而且在晶界观察到大量第二相粒子,因此焊接后未出现异常粗大的晶粒,焊接后表现为韧性断口.细晶强化和第二相强化是添加Ti合金提高形状记忆效应的主要原因.     

时效对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和记忆行为的影响

用TEM和拉伸实验研究了时效工艺对Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金显微组织、拉伸性能和形状记忆行为的影响.300、400和500℃时效态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金中Ti3Ni4析出相分别呈颗粒状、透镜状和长条状,时效温度比时效时间对析出相形态、尺寸和弥散度的影响更大.时效处理后合金的强度升高,塑性降低.随时效时间(tag)延长,300℃时效态合金抗拉强度(Rm)升高,断后伸长率(A)降低;400℃时效态合金Rm先升后降,A先降后升;500℃时效态合金Rm降低,A升高.300℃时效1～50 h和400℃时效1 h的合金呈现良好的超弹性,400℃时效5～50 h和500℃时效1～50 h的合金呈现良好的形状记忆效应.随tag延长,300℃时效态合金的应力诱发马氏体相变临界应力降低,能耗升高;400和500℃时效态合金的马氏体再取向应力和能耗均降低.     

低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能

通过拉伸试验、显微组织观察等手段,研究了初始应变速率和变形温度对低温等径角挤压(ECAP)制备的1050铝合金拉伸性能及晶粒大小的影响。结果表明,随初始应变速率的增加,流动应力不断增加;随着变形温度的升高,流动应力不断减小。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1)、变形温度为400℃时,合金具有最大的伸长率90.4%。当变形温度为400℃,初始应变速率大于或小于5×10~(-4)s~(-1)时,合金的伸长率均逐渐降低。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1),变形温度大于或小于400℃时,合金的伸长率均逐渐降低。随初始应变速率的降低和变形温度的增加,合金的晶粒尺寸增大明显。     

双级时效对7085铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、力学拉伸、慢应变速率拉伸试验及透射电镜等测试分析方法,研究双级时效对7085铝合金组织和性能的影响。结果表明:预时效热处理主要析出相为GP区和η′相,预时效时间对合金硬度和电导率的影响较小。随着第二级时效时间的延长,合金的抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率和抗应力腐蚀性能提高,晶界析出相由连续分布变为非连续分布。第二级时效温度越高,合金强度随时效时间的延长,降低得越显著。采用(110℃,6 h)+(160℃,12 h)双级时效热处理,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及电导率分别为515MPa、487MPa、11.7%、38%(IACS)。