退火时间对Ti-49.8Ni形状记忆合金组织和形变行为的影响

用光学显微镜、X射线衍射仪及拉伸试验机研究退火态Ti-49.8Ni形状记忆合金的显微组织和形变行为.结果表明,冷加工和400 ℃退火态Ti-49.8Ni合金的组织呈纤维态,退火时间对合金组织影响不大.Ti-49.8Ni合金室温组成相主要为马氏体,随退火时间延长,400 ℃退火态合金弹簧的马氏体再取向应力先降低后升高,600 ℃退火态则升高.随形变温度升高,不同退火态合金弹簧的马氏体再取向应力升高,弹簧刚度增加.适合该合金变形加工的退火工艺为600 ℃×1 h.     

Ti-49.8Ni形状记忆合金的氧化、相变和形变特性

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描热分析仪及拉伸试验机研究了Ti-49.8Ni形状记忆合金(SMA)的氧化、相变和形变特性.结果表明,退火温度超过600℃时Ti-49.8Ni合金的氧化加剧;400～600℃退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A-母相,R-R相,M-马氏体相),随退火温度升高,合金的马氏体相变温度升高,R相变温度基本不变,马氏体相变热滞先减小后升高,马氏体再取向应力先降低后升高,合金的塑性提高.Ti-49.8Ni合金室温相组成为M和TiO2,呈形状记忆效应;形变温度超过110℃后合金呈超弹性.400～550℃退火态合金的SME特性良好,退火温度高于600℃后合金特性变差;随循环次数增加,Ti-49.8Ni合金弹簧的应变恢复率减小,循环次数超过100次后恢复率衰减变缓.     

退火及变形工艺对Ti-51.1Ni形状记忆合金性能的影响

采用拉伸实验研究了退火温度、变形速率、变形温度和应力-应变循环等对退火态Ti-51.1Ni形状记忆合金力学性能、形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。结果表明,随退火温度(T_a)升高,Ti-51.1Ni合金的抗拉强度(R_m)先升高后降低,极大值1650 MPa和极小值1060 MPa分别在400℃和650℃退火后取得,650℃退火态合金的塑性最好。当变形速率在2～12 mm/min范围内时,变形速率对Ti-51.1Ni合金拉伸性能影响不大。随T_a升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σ_M)先降低后升高,残余应变(ε_r)先升高后降低,350℃和600℃以上温度退火态合金呈SE,400～550℃退火态合金呈SME。随变形温度(T_d)升高,合金的σ_M升高,ε_r降低,形状记忆行为由SME向SE转变;当T_d为-20℃和0℃时合金呈SME,T_d为25℃时合金呈SME+SE,T_d超过25℃后合金呈SE。随应力-应变循环次数增加,350℃退火态合金的SE最稳定,500℃退火态合金的SME最稳定。     

退火温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金显微组织和相变行为的影响

用X射线衍射仪、示差扫描量热仪和光学显微镜研究了退火温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金相组成、显微组织和相变行为的影响。结果表明,350～700℃退火态Ti-51.1Ni合金室温下相由母相B2和马氏体B19'组成。随退火温度(T_a)升高,合金经历回复、再结晶、晶粒长大过程,显微组织逐渐从纤维状向等轴状转变,再结晶温度约为600℃。随T_a升高,合金的冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型转变(A-母相B2,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;M-马氏体B19',单斜结构),T_a高于650℃后R和M相变峰消失。随T_a升高,合金的马氏体相变温度先升高后降低,R相变温度降低,R相变热滞在6.3～8.3℃之间变化。     

Ti-50.8Ni合金的相变、形状记忆和超弹性特性

用热重分析仪、X射线衍射仪、光学显微镜、示差扫描热分析仪和拉伸试验研究了Ti-50.8Ni形状记忆合金的组织、相变、形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)特性。结果表明,Ti-50.8Ni合金在600℃以下退火后组织呈纤维状,在该温度以上退火后组织呈等轴状。加热温度超过600℃后合金氧化加剧。随退火温度Ta升高,合金冷却/加热过程中的相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型再向A→R/R→A型转变(A—奥氏体,R—R相,M—马氏体),合金的M相变温度升高,R相变温度降低,M相变热滞降低,合金室温特性由SME+SE向SE转变。形变温度Td<20℃时,合金弹簧呈SME+SE,Td>30℃时,合金弹簧呈SE。随Td升高,合金弹簧的应力诱发M应力升高。     

热处理对激冷Ti-50Ni合金薄带相变和形状记忆行为的影响

用甩带法制备了Ti-50Ni形状记忆合金薄带,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、示差扫描量热仪和弯曲试验研究了Ti-50Ni合金薄带的相组成、显微组织、相变行为和形状记忆效应。结果表明,铸态和400~600℃退火态Ti-50Ni合金薄带的显微组织形态呈树枝状,由马氏体相B19'和母相B2组成,加热/冷却过程中发生A→R→M/M→R→A(A-母相,R-R相,M-马氏体)二阶可逆相变。随退火温度升高,Ti-50Ni合金薄带的相组成和显微组织形态变化不大;马氏体逆相变温度T_A、R正相变温度T_R、R逆相变温度T_(Rr)和马氏体相变热滞ΔT_M升高,马氏体正相变温度T_M下降,R相变热滞ΔT_R缓慢降低;M逆相变峰向高温移动,逐渐与R逆相变峰合并。铸态和退火态Ti-50Ni合金薄带皆具有良好的形状记忆效应。     

激冷富钛Ti-Ni合金薄带的组织、相变和形状记忆行为

用熔体快淬法制备了激冷Ti-x Ni(x=45,46,48,49,49.5%,原子分数)形状记忆合金薄带,用SEM、XRD、示差扫描热分析仪和弯曲试验研究了合金薄带的显微组织、相组成、相变行为和形状记忆行为。结果表明:铸态及450℃、500℃退火态激冷富钛Ti-Ni合金薄带的组织形态呈树枝状,亚结构为孪晶,Ni含量和中温退火对合金薄带显微组织影响不大;合金薄带的组成相为马氏体M(B19')+母相A(B2),冷却/加热时发生A→M/M→A一阶段马氏体相变;随Ni含量增加,激冷富钛Ti-Ni合金薄带的马氏体相变温度(T_M)缓慢升高,当Ni含量超过49%后,TM温度急剧下降;Ti-46Ni、Ti-48Ni和Ti-49Ni合金薄带具有较高的相变温度,Ti-45Ni、Ti-46Ni和Ti-48Ni合金薄带具有较小的相变热滞;铸态和中温退火态激冷富钛Ti-Ni合金薄带皆具有优异的形状记忆效应。     

激冷Ti-47Ni合金薄带的组织、相变和形状记忆行为

为了开发微机电系统用快响应微执行器材料,采用熔体快淬法制备了激冷Ti-47Ni(原子分数,%)形状记忆合金薄带,利用CLSM、XRD、DSC和弯曲实验研究了铜辊速率和退火工艺对Ti-47Ni合金薄带显微组织、相组成、相变行为和形状记忆行为的影响。结果表明,不同辊速制备的铸态和300~800℃退火态Ti-47Ni合金薄带的显微组织均呈纵横排列的柱状,辊速越高合金薄带的晶粒越细,退火工艺对合金薄带显微组织影响不大。Ti-47Ni合金薄带的组成相为马氏体(B19'相,单斜结构)+母相(B2相,Cs Cl型结构),冷却/加热时发生B2→B19'/B19'→B2一阶段马氏体相变,正、逆马氏体相变温度分别约为54和81℃,相变热滞约为27℃。随辊速增加,合金薄带马氏体相变温度降低,形状记忆恢复率提高。随退火温度升高,合金薄带相变行为变化不大,形状记忆恢复率在93%~98%之间变化。铸态和退火态Ti-47Ni合金薄带皆具有优异的形状记忆效应。     

退火工艺对Ti-Ni-Co形状记忆合金组织性能的影响

用光学显微镜、示差扫描热分析仪、X射线衍射仪及拉伸试验研究了Ti-49.8Ni-1.0Co(at%)形状记忆合金组织、相变和力学性能.结果表明,400 ℃和600 ℃退火态合金的组织分别呈纤维状和等轴状,且冷却和加热时分别发生A(←→)R(←→)M两阶段和A(←→)M一阶段相变.400 ℃退火态合金的马氏体相变热滞大于600℃退火态.退火时间ta对该合金相变类型影响不大,但随ta延长,合金的相变温度升高.室温下,400 ℃和600 ℃退火态合金呈形状记忆效应(SME)+超弹性(SE),600 ℃退火态合金的应力诱发马氏体临界应力和塑性高于400 ℃退火态.随ta延长合金的应力诱发马氏体应力降低.当试验温度Td≤20 ℃时合金呈SME+SE,当Tb≥30 ℃时呈SE.随Td升高,合金的应力-应变滞回面积减小,SE特性增强.     

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。     

EFFECT OF QUENCHING TEMPERATURE ON SHAPE MEMORY EFFECT OF Fe 18Mn 5Si 8Cr 4Ni ALLOY

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｔｈａｓｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙｓｅｘｈｉｂｉｔｎｏｔｏｎｌｙａｇｏｏｄｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔ（ＳＭＥ）,ｂｕｔａｌｓｏａｇｏｏｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ〔１,２〕,ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＦｅＭｎＳｉａｌｌｏｙｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ,ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｉｐｅｃｏｕｐｌｉｎｇｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｈｉｇｈｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆ…     

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。     

Effect of heat treatment on the transformation behavior and temperature memory effect in TiNiCu wires

The effect of heat treatment on the phase transformation behavior of TiNiCu shape memory alloy wires and the temperature memory effect in this alloy were investigated by the resistance method. These results showed that with increasing annealing temperature and annealing time, the phase transformation temperatures of TiNiCu wires were shifted to higher temperatures in the heating and cooling process. It was also found that incomplete thermal cycles, upon heating the TiNiCu wires, which were arrested at a temperature between the start and finish tem-peratures of the reverse martensite transformation, could induce a kinetic stop in the next complete thermal cycle. The kinetic stop tempera-ture was closely related to the previous arrested temperature. This phenomenon was defined as the temperature memory effect. The result of this study was consistent with the previous report on the phenomenon obtained using the differential scanning calorimetry method, indicating that temperature memory effect was a common phenomenon in shape memory alloys.     

Effect of Aging Treatment on Superelasticity of a Ti48.8Ni50.8V0.4 Alloy

In this study, effect of aging treatment on microstructure, deformation behavior, and superelasticity of Ti_48.8Ni_50.8V_0.4 alloy was investigated. After aging at 400?°C for 30?min, Ti₃Ni₄ precipitates formed. With increasing aging temperature from 300 to 450?°C, the yield strength of reoriented martensite increased due to the strengthening effect of Ti₃Ni₄ phase, thus improved the shape recovery ratio and reduced the stress hysteresis. Further increasing the aging temperature, the size of Ti₃Ni₄ precipitates increased and the coherency between precipitate and matrix gradually lost, leading to the decreasing yield strength of reoriented martensite and shape recovery ratio. Simultaneously, the stress hysteresis increased resulting from the hinder of plastic deformation to the interfacial movement during phase transformation. The critical stress to induce martensitic transformation continuously decreased with increasing aging temperature.     

退火温度对Ni47Ti44Nb9冷拉丝及热拉丝力学性能和记忆性能的影响

(In2Te3)x(SnTe)1-x系列化合物具有较低的电导率和热导率,热电性能较差.考虑到其中的In2Te3单元具有三分之一的阳离子空位,可以通过掺杂Cu等外来原子来占据In的空位,使化合物的载流子浓度达到最优化,降低材料的热导率从而改善其热电性能.本组实验中,采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术制备了(In2-xCuxTe3)0.08(SnT)0.92(x=0.025,0.05,0.2)系列化合物.测试结果表明,掺杂不同摩尔数的Cu元素后,材料的Seebeek 系数几乎没有变化,电导率有所提高,晶格热导率kL值大幅度降低,成功地抑制了高温区(In2Te3)0.08(SnTe)0.92的双极扩散效应.当x=0.2时,该化合物在647 K取得最大ZT值0.29,是掺杂Cu元素前ZT值的4.6倍.     

热处理对Cu-Zn-Al形状记忆合金显微组织及回复率的影响

制备了Cu-27Zn-4.6Al(质量百分数)形状记忆合金,采用不同的工艺参数进行热处理.通过显微组织观察、XRD物相分析、形状回复率测试等对不同热处理后的样品进行了分析研究.结果显示,在850℃固溶淬火后出现板条较细小、界面平直清晰的典型马氏体组织;随着固溶温度的升高,合金的晶粒逐渐变大,形状回复率先增大后减小,850℃时达到最大.     

Two-way shape memory effect and its stability in Ti-Ni-Hf high temperature shape memory alloy

The two-way shape memory effect(TWSME) in a Ti36 Ni49 Hf15 high temperature shape memory alloy (SMA) was systematically studied by bending tests. In the TiNiHf alloy, the martensite deformation is an effective method to get two-way shape memory effect even with a small deformation strain. The results indicate that the internal stress field formed by the bending deformation is in the direction of the preferentially oriented martensite variants formed during the bending deformation. Upon cooling the preferentially oriented martensite variants form under such an oriented stress field, which should be responsible for the generation of the two-way shape memory effect.Proper training process benefits the formation of the oriented stress field, resulting in the improvement of the twoway shape memory effect. A maximum TWSME of 0.88% is obtained in the present alloy.     

50Ti-50Pd高温形状记忆合金研究

研究了50Ti-50Pd合金的马氏体相变、显微组织和形状记忆效应。结果表明：实验合金马氏体相变热滞小,呈热弹性,室温相为B19斜方结构;固溶处理50Ti-50Pd合金试样的记忆效应随起始恢复温度的升高而增大,弯曲循环可改善合金的记忆效应。     

CuZnAl形状记忆合金弹簧的应用研究

应用CuZnAl形状记忆合金的感温-驱动原理,制作了太阳尾随模拟装置,探讨了该系统中形状记忆合金弹簧的设计原理及方法。同时采用定量金相、电子探针、电阻法、X射线衍射等方法,研究了加入复合稀土及热处理工艺对CuZnAl形状记忆合金中马氏体稳定化的影响。实验结果表明,形状记忆合金弹簧材料的应力-应变曲线是非线性的,弹性模量等不是常数,而是随温度变化的,所以设计原理主要考虑温度的因素,并对防止发生马氏体稳定化的原因进行了论述。