Cu-Al-Be形状记忆合金的应力腐蚀性能

用恒载荷法和慢应变速率法及SEM研究了Cu-Al-Be形 状记忆合金在甘油、海水和氨介质中的应力腐蚀性能.结果表明，Cu-Al-Be合金具有良 好的抗海水应力腐蚀性能和较低的氨介质应力腐蚀倾向.单相马氏体有较 好的耐海水腐蚀能力，可减少腐蚀引起的裂纹源；外应力下马氏体的孪晶变形和变体间的界 面迁移，则有利于松弛应力集中，阻碍和延缓腐蚀裂纹源的扩展，从而提高Cu-Al-Be合金的 应力腐蚀能力.     

柱状晶Cu-Al-Be合金丝等温拉拔试验研究

对柱状晶Cu-Al-Be合金丝进行了不同温度的等温拉拔试验。研究了拉拔温度对合金丝金相组织、循环拉伸性能、弯曲疲劳性能的影响。结果表明:变形温度在450℃时,合金丝产生应变诱发马氏体;在470℃时,合金丝没有马氏体和γ2相析出;温度在490~510℃时,合金丝析出γ2相,且析出物的量随变形温度的上升而增加。合金丝的残余应变量随变形温度增加先减小后增大,变形温度为470℃时,所产生的残余应变最小。当变形温度为530、550℃时,试样出现缩颈而断裂,变形温度越高,合金丝的抗拉强度越低。合金丝的弯曲疲劳性能在变形温度470℃时达最大值。     

柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金在热压缩中的动态再结晶行为EI北大核心CSCD

为了研究高性能柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金的高温大变形加工能力,采用Gleeble 3500热模拟试验机,在变形温度700~850℃和应变速率0.01~10 s^(-1)条件下,对柱状晶Cu_(70.8)Al_(18.6)Mn_(10.6)形状记忆合金进行热压缩变形,分析合金的动态再结晶行为。结果表明:随着变形温度升高和应变速率的增大,合金逐渐在晶界处以晶界弓弯的形核开始机制发生动态再结晶,且动态再结晶晶粒个数和尺寸不断增加。根据Zener-Hollomon参数分析可得,合金的热变形激活能为Q=113.55KJ/mol。当应变速率因子ln Z<8时,合金发生动态再结晶;当8≤ln Z≤16.34时,合金可能发生或不发生动态再结晶;当ln Z>16.34时,合金不发生动态再结晶。结合合金的热加工图得到其热加工最佳工艺参数:变形温度和应变速率区间分别为725~825℃和0.08~1 s^(-1)。对比分析高温轧制前后合金组织和性能发现,合金在820℃轧制变形75%后不发生动态再结晶,且轧后合金在室温下仍具有8%左右的超弹性应变,同时马氏体相变开始应力和峰值应力均提高2倍多。因此,合金在稍低于动态再结晶温度下进行大变形加工后,不仅可以提高合金的强度,而且还可以较好地保留铸态合金的优异记忆性能。     

Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金低温动态压缩性能研究

采用铜模喷铸法制备Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金,通过分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金进行室温(25℃)和液氮温度(–196℃)条件下的高应变率加载动态压缩测试,结合S-4800型扫描电镜(SEM)对压缩试样断口进行观察,对比在室温和液氮温度下Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金动态压缩性能及其断口形貌特征的差异。结果表明:Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金室温动态压缩时,随应变率提高抗压强度无明显变化,没有应变率硬化效应。在液氮温度动态压缩时,抗压强度随着应变率提高有较大幅度增加,存在应变率硬化效应。液氮温度时的动态抗压强度明显高于室温动态抗压强度。Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金室温动态压缩为剪切断裂,微观形貌上出现脉状花样和剪切带,剪切带诱发了裂纹的形成,裂纹沿着剪切带扩展。液氮温度下断口微观形貌有解理台阶和河流花样。室温动态断裂过程中,局域应变集中产生塑性变形;液氮温度下压缩动能转化的热量大部分被抵消,削弱了绝热剪切作用。     

连续柱状晶铜基合金BFe10-1-1的动态再结晶研究

采用Gleeble-1500热模拟机,在变形温度750-900℃,应变速率0.01-10s~(-1)的条件下,对连续柱状晶BFe10-1-1合金进行了高温压缩变形,研究了合金的动态再结晶行为.结果表明,动态再结晶温度在850℃左右;热激活能Q=427.937kJ/mol,高于同成分的等轴晶BFe10-1-1合金;当ln Z<43时,合金发生部分动态再结晶;当43≤ln Z≤51时,发生部分动态再结晶(850和900℃)或不发生动态再结晶(750和800℃),为该合金发生动态再结晶的中间区域;当ln Z>51时,该合金不发生动态再结晶.存在发生动态再结晶的ln Z值中间区域以及热激活能较高,表明具有连续柱状晶组织的金属与等轴多晶金属发生动态再结晶的机理有所不同.在本文工艺参数范围内,随应变速率增大,合金发生动态再结晶的区域有所扩大;动态再结晶晶粒易在合金晶界处以晶界弓弯方式形核,形成的再结晶晶粒在晶界扩张的同时,在晶内形成孪晶,并以孪生动态再结晶方式演变成晶粒带.     

CuZnAl形状记忆合金磨损性能试验研究

对CuZnAl形状记忆合金采用不同热处理工艺处理后,在不同载荷、不同磨损时间、不同摩擦副条件下进行了干磨损和油润滑动磨损试验。同时与锡青铜和铝铁青铜进行了对比试验,并用电子扫描显微镜对磨损表面和磨屑进行了观察。结果表明:CuZnAl形状记忆合金在干磨损条件下,两级时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,而在油润滑动磨损条件下,分级淬火处理的合金耐磨性能优于两级时效处理的合金。CuZnAl形状记忆合金的耐磨性能优于锡青铜和铝铁青铜。用CuZnAl形状记忆合金组成的摩擦副,其耐磨性优于用45#钢与形状记忆合金组成的摩擦副。     

退火工艺对Ti-50.8Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响

用示差扫描量热仪和拉伸试验研究了退火温度Tan和退火时间tan对Ti-50.8Ni形状记忆合金相变和低温形变特性的影响。Tan=350～800℃时,随Tan升高,合金冷却/加热相变类型发生由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型再向A→R/R→A型转变(A-母相,R-R相,M-马氏体),且R相变温度TR先升高后降低,M相变温度TM升高,M相变热滞ΔTM降低,R相变热滞ΔTR(约4℃)基本不变。随tan延长,400℃退火态合金的相变类型A→R→M/M→R→A保持不变,500℃退火态合金的相变类型发生由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型转变,且TM升高,ΔTM降低,TR和ΔTR不变。600～700℃退火态合金的塑性显著大于350～550℃退火态合金。在12℃变形时,600℃以上温度退火态合金呈现SE特性,600℃以下温度退火态合金呈现SME特性。随tan延长,合金应力-应变曲线上的平台应力降低。要使Ti-50.8NiSMA在较低温度下获得SE,退火温度应在600℃以上。     

激光熔凝处理对NiTi形状记忆合金微动磨损性能的影响

采用高功率连续波固体Nd:YAG激光器,对NiTi形状记忆合金进行激光表面熔凝处理,利用SRVⅢ摩擦磨损试验机考察激光熔凝处理对NiTi形状记忆合金微动磨损性能的影响.采用扫描电子显微镜及能谱仪分析NiTi形状记忆合金表面磨痕形貌及磨损产物成分;用形貌仪测量样品表面磨痕深度,并对磨损体积进行计算.结果表明,与NiTi合金相比,熔凝层摩擦系数,磨损体积均显著降低,表明激光熔凝处理提高了Ni-Ti合金的耐微动磨损性能.NiTi合金微动磨损机理主要表现为氧化和磨粒磨损,而Ni-Ti合金激光熔凝层磨损机制主要以疲劳剥层理论及磨粒磨损为主.     

泡沫镁宏微观结构表征及压缩性能研究

针对熔体发泡法制备泡沫镁存在的困难,使用包覆发泡剂及改进工艺成功制得泡孔均匀的泡沫镁试样。利用OM、SEM、EDS及XRD等分析手段对试样进行宏微观结构表征,结果表明：泡沫镁试样宏观孔以典型的闭孔结构为主,但也存在一些连通孔及少量大孔,它们多是宏观裂纹的产生及扩展位置。泡孔内壁存在一些褶皱缺陷,且弥散分布着许多反应产生的MgO和CaO颗粒,压缩变形过程中,这些部位易产生应力集中,促进微裂纹的形成与扩展。孔壁上主要分布着碳化硅颗粒及生成的Mg2Ca相。测试分析了孔隙率和孔径对泡沫镁压缩力学性能和能量吸收性能的影响,并深入研究其压缩破坏机理,研究发现：随着孔隙率的降低,泡沫镁弹性变形增大,屈服强度升高;随着孔径的增大,泡沫镁屈服强度及平台应力明显减小,表现出显著的孔径效应。随着孔隙率的升高或孔径的增大,泡沫镁的能量吸收性能显著降低。泡沫镁的破坏为解理脆性断裂,这与孔壁组织及镁基体性质有很大的关系。     

Ti45Zr35Cu5Ni15块体非晶合金动态压缩性能研究

通过铜模喷铸法制备了含有少量纳米晶的Ti45Zr35Cu5Ni15大块非晶合金。利用分离式霍普金森杆(SHPB)分别对试样进行室温(25℃)、-80℃和液氮温度(-196℃)三种不同温度环境下的高应变率加载动态压缩实验,结合带有能谱的场发射扫描电镜(SEM)观察材料压缩断口的形貌特征。对比分析发现：材料在-80℃下的动态最大抗压强度以及塑性变形最高,最大抗压强度达到2378MPa,塑性应变达到12%,强韧性配合优异,在材料断口形貌中发现了独特的褶皱特征;材料在室温以及液氮温度下的力学性能相近,最大抗压强度在1600MPa左右,塑性应变达到8%左右,断口中出现了大量的河流花样。材料在室温下表现为应变软化,在低温下表现出一定程度的应变率强化效应。     

中温时效对TiNiCu形状记忆合金双程记忆效应的影响

在400~600℃时效温度范围内,研究了TiNiCu形状记忆合金在热机械训练和热循环后的双程记忆效应。结果表明,热机械训练100次后,时效温度为500℃时的双程可逆应变量最大可达4.2%。在2000次热循环中,前100次热循环的双程可逆应变量随热循环次数增加衰减很快,100次热循环后双程可逆应变量衰减不大,逐渐趋于稳定。热循环前,Ms、Mf、As和Af随时效温度的增加而增加,但在550℃以上时As和Af稍有减小;热循环后,Ms和Mf以550℃为临界值,As和Af以500℃为临界值,分别随时效温度先增大后减小。同一时效下的相变温度会在热循环后发生漂移。     

热型连铸制备CuAlNi形状记忆合金组织研究

通过热型连铸技术制备具有柱状组织的CuAlNi形状记忆合金，从改变组织的结构达到改善该合金的各种性能的目的；研究柱状组织CuAlNi形状记忆合金组织对性能的影响，并且分析该合金性能提高的原因。试验证明：热型连铸工艺制备具有柱状组织CuAlNi形状记忆合金，可以为以后连续生产提供一种优良的方法。     

定向凝固制备CuAlNi形状记忆合金的研究

利用定向凝固设备，经过母合金的二次熔炼，可制备出具有柱状组织的CuAlNi形状记忆合金，并找到了在该试验装备下的最佳工艺参数。通过化学成分分析、DSC分析，得到该合金的成分及相变点，金相观察可以看到典型的柱状晶，记忆性试验比较了单晶，普通铸造、定向凝固组织的循环疲劳次数；分析了具有柱状组织的CuAlNi合金记忆性提高的原因。定向凝固组织可提高塑性加工性能、记忆稳定性、冷热循环次数，消除纵向晶界。     

热处理对CuZnAl形状记忆合金热膨胀特性的影响

采用热膨胀分析法和差示扫描量热分析法，研究了经不同热处理工艺的CuZnAl形状记忆合金（Shape Memory Alloy简称SMA）的热膨胀特性。发现经过不同热处理工艺后，CuZnAl合金不但具有不同的形状记忆效应，而且在不同温度范围内表现出不同的热膨胀特性。马氏体逆相变过程中，其热膨胀系数有峰值出现，水淬的CuZnAl SMA首先达到峰值并且峰值比分级淬火的高。相变后在80～240℃温度范围内，分级淬火的CuZnAl SMA的热膨胀系数值比水淬的小。不论水淬还是分级淬火，在该温度段热膨胀系数随温度的增加有下降的趋势。在240～280℃温度范围内，由于少量贝氏体的存在，该合金的热膨胀系数又会有突变。故淬火方式与时效时间都会影响CuZnAl SMA的热膨胀系数。     

Turning and Drilling of NiTi Shape Memory Alloys

Shape memory alloys based on NiTi have a high potential for a large variety of applications. This functional material is very difficult to machine because of its high ductility, its different shape memory properties in dependence on temperature and the strong work hardening when this material is deformed. This paper presents the process design for producing a pipe coupling from NiTiNb. The design is based on experiments regarding turning and drilling of the intermetallic compound NiTi. The influence of the cutting tool material on the machining process was evaluated. As a result of the experiments, the metal removal rate was increased significantly and the tool life could be extended while at the same time ensuring a high work piece quality.     

应力振幅对CuAlMn记忆合金阻尼特性的影响

运用跟踪滤波技术，采用悬臂梁弯曲共振装置测试了表面应力振幅4．05∽40．5MPa范围内CuAIMn形状记忆合金对一阶和二阶共振的衰减能力，研究了表面应力振幅对新型CuAIMn系形状记忆合金阻尼性能的影响。研究结果表明，CuAIMn形状记忆合金无论在母相态，两相区还是马氏体态都具有较高的阻尼性能(Q^-1max=0．12)。阻尼性能总体上表现为随表面应力振幅增加而下降，在临界应力以下，母相态合金的阻尼性能下降速度明显快于马氏体态合金，超过临界应力以后，阻尼性能下降趋于平缓而且与组织相关性很小。     

Ti-Ni-Cu形状记忆合金快速凝固条带的拉伸行为

采用快速凝固法制备了Ti_(53.5)Ni_(22.8)Cu_(23.7)合金薄带.用透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)和电子拉伸试验机对铸态和退火态下的条带进行力学分析、组织分析及断口形貌分析.研究发现,铸态下Ti_(53.5)Ni_(22.8)Cu_(23.7)合金条带的抗拉强度和断裂应变分别为1 257 MPa和3.86%.其断口形貌有明显的脉状条纹和光滑非晶无特征区.条带经450 ℃退火10 min 和60 min后其断裂强度分别为623 MPa和850 MPa,条带的弹性模量随着应变增加从7～10 GPa增至25 GPa.退火后条带拉伸断口均体现出等轴晶粒形貌.经450 ℃,60 min退火的合金条带拉伸前后的TEM形貌特征不同,拉伸后的奥氏体晶粒中局部出现应力,诱发马氏体相变,从而形成马氏体板条.     

高温持久对Al-Cu-Mg-Ag铝合金的组织和性能的影响

利用透射电镜、SEM形貌观察、剩余强度的测定等试验手段,研究了AlCuMgAg铝合金在欠时效状态下的高温持久对合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,165℃×4h欠时效状态的合金在高温高压持久(200℃、220MPa)条件下,强度逐渐增加,持久时间为20h时,强度达到最大值,而后缓慢下降;持久时间为100h的断裂仍为韧性断裂,只是无析出带的宽度增加。     

Effect of Annealing Temperature on the Shape Memory Properties of Cold-Rolled Dual-Phase Ni-Mn-Ga-Gd Alloy

The influence of annealing temperature on the shape memory effect (SME) and recovery ratio of cold-rolled dual-phase Ni₅₈Mn₂₅Ga_16.9Gd_0.1 high-temperature shape memory alloy were investigated. The results showed that the SME can be improved by appropriate annealing. SME of 6.0% and recovery ratio of 98% were observed in the rolled alloy at 550 °C annealing, which were larger than that of the samples annealed at other temperatures. The annealing temperature was in between the recrystallization temperatures of the martensite and γ phase, which leads to the work-hardening state of γ phase kept unchanged during annealing process, and therefore, the critical slip stress of γ phase increased. Thus, the plastic deformation of γ phase reduced during the compression process, and the SME increased.     

Ti对Nb-20Si-5Al超高温合金性能的影响

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了Nb-20Si-5Al-xTi(x=0,18,20,22,摩尔分数)超高温合金,研究了Ti加入量对Nb-20Si-5Al合金的室温断裂韧度和高温抗氧化性的影响。结果表明,随着Ti加入量的增加,超高温合金的相组成由Nbss、Nb₅Si₃和Al3Nb相转变成为Nbss、(Nb,Ti)5Si3和Ti相。Ti能明显改善Nb-20Si-5Al超高温合金的断裂韧度和高温抗氧化性能,随着Ti加入量的增加均先提高然后降低,在Ti加入量为20%时,合金断裂韧度最大,为7.41 MPa·m^1/2,相比未加Ti时提高了约56.9%,其高温氧化速率最低,为0.72×10^-4g²/(cm⁴·h)。添加Ti元素后,其氧化产物中出现Ti₂Nb₁₀O₂₉、TiNb₂O₇、TiO₂等,可以提高其氧化膜的致密性,从而提高高温抗氧化性能。