纳米晶NiTi形状记忆合金/Nb纳米线复合材料超弹应力的温度依赖性

NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6～7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用。本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差示扫描量热仪及拉伸试验机分别研究丝材的显微组织、相变行为及超弹性能。结果表明：纳米晶NiTi/Nb丝材中NiTi合金的平均晶粒尺寸为14 nm,丝材在降温和升温过程中分别发生热诱发B2→R相变和R→B2相变。在328～376 K温度范围内,纳米晶Ni Ti/Nb丝材应力诱发B2→B19′相变超弹应力的平均值为1002 MPa,超弹应力的温度依赖性为4.1 MPa/K。     

氧含量对Ni47Ti44Nb9合金组织和相变行为的影响

研究了氧含量对Ni47Ti44Nb9合金显微组织和相变行为的影响.结果表明,当氧含量超过固溶度后,氧存在于(Ti,Nb)4Ni2O氧化物中.随着氧含量的增加相变温度降低,应力诱发马氏体相变的临界应力提高,相变热滞变宽.氧含量(质量分数)在0.04%-0.07%范围内,Ni47Ti44Nb9合金具有最大的形状记忆应变和延伸率.     

Ni47Ti44Nb9形状记忆合金轧制板材的织构、相变和性能

采用XRD、DSC和拉伸试验机对热轧和冷轧Ni47Ti44Nb9形状记忆合金板材的织构、相变、拉伸和恢复性能进行研究,以便为提高Ni47Ti44Nb9合金的性能提供参考依据.结果表明:热轧板材中的{001}áuv0-和γ丝织构较强,冷轧板材的织构主要为γ丝;850 ℃退火冷轧板材的Ms点低于热轧板材的,且热滞明显提高;沿850 ℃退火板材轧向(RD),应力诱发马氏体临界应力σM最高,与轧向成45-角方向最低,且冷轧板材的应力诱发马氏体临界应力高于热轧板材的;850℃退火冷轧板沿不同方向可恢复应变基本接近,热轧板材存在差异,沿横向(TD)和45-角方向高于冷轧板材.     

应力诱导相变对氧化锆陶瓷断裂韧性的影响

利用放电等离子烧结技术制备了氧化锆陶瓷,研究了应力诱导相变对氧化锆陶瓷断裂韧性的影响。结果表明,Zr O2陶瓷在应力诱导下可发生应力诱导相变,且应力诱导相变量随烧结温度和晶粒尺寸增加而增大。应力诱导相变可提高Zr O2陶瓷材料的断裂韧性,在1300℃时,晶粒尺寸、应力诱导相变量、断裂韧性分别为0.36μm、4.85%、3.05 MPa·m-0.5;在1500℃时,晶粒尺寸、应力诱导相变量、断裂韧性分别为1.29μm、17.49%、4.80 MPa·m-0.5,其中断裂韧性相比前者提高了57.4%。     

0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3（1-x）(Ni51.5Mn25Ga23.5)x固溶体系磁电性能研究

采用传统的固相烧结法合成了0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x复合体系陶瓷。XRD结果表明,随着Ni51.5Mn25Ga23.5(NMG)掺入,Ni51.5Mn25Ga23.5先溶于0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3中,后NMG量超过5%不溶于复合体系中,使得0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3的峰位向右偏移;铁电性能测试结果表明,0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x复合体系陶瓷随着Ni51.5Mn25Ga23.5的掺入量的增加矫顽场E先降低后增加,剩余极化强度Pr逐渐降低,这与XRD的测试结果相一致;磁性测试结果表明,0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x随着Ni51.5Mn25Ga23.5掺入量的增加,以独立相析出在复合体系中,剩余磁化强度Mr逐渐增大。     

Ni47Ti44Nb9宽滞后合金特征相变温度的影响机制

采用真空感应法制备高铌含量Ni47Ti44Nb9形状记忆合金,结合差示扫描量热法、金相显微镜、扫描电镜,探索了热处理制度对马氏体相变温度的影响.结果表明,Ni47Ti44Nb9合金在300℃以前或400℃以后处理,相变温度As、Af 、Ms、Mf变化很小,而在300～400℃处理,相变温度As;Af、M5、Mf呈近似线性上升,即300～400℃是Ni47Ti44Nb9合金相变温度调节工艺敏感温度区间.相变焓的变化与马氏体转变开始温度Ms呈相反趋势,即Ms随热处理温度的升高而递增,相变焓则呈递减趋势.组织分析表明,在300～400℃进行处理,由于发生了动态再结晶,所以马氏体相变及其逆相变温度发生明显变化.因而,300～400℃的特征相变处理温度区间对NI47TI44Nb9合金的加工、热处理具有重要的意义.     

Ti-Ni-Nb宽滞后形状记忆合金的应力诱发马氏体相变行为

用在（Ms＋30℃）温度下的拉伸实验和差示扫描量热仪（DSC）较系统地研究了Ti44Ni47Nb9宽滞后形状记忆合金应力诱发马氏体的相变行为。研究结果表明：当形变量达到14％左右时，应力诱发马氏体相变过程基本完成。应力诱发马氏体的逆相变温度间隔要比热诱发马氏体约小一个数量级。形变对该合金应力诱发马氏体的逆转变开始温度、逆转变温度间隔以及相变潜热均有明显影响，随着拉伸变形量的增加而增加。而在随后的冷却循环中，相变潜热和马氏体相变开始温度均随着形变的增加缓慢降低。     

NiTi形状记忆合金的热瞬态相变与变形行为研究

通过材料的热-力循环实验及数字图像相关(DIC)测量方法来系统研究Ni Ti记忆合金的热瞬态行为,得到不同恒应力水平下及不同温度变化率下的热瞬态响应。根据得到的实验结果,系统分析了温度诱发马氏体相变中的马氏体带演化出现的原因、演化规律以及临界相变应力与温度的关系,揭示了Ni Ti记忆合金的热瞬态相变及变形演化与所在的应力状态及温度变化速率的密切关系,为Ni Ti记忆合金的热瞬态过程的有限元多尺度模拟提供重要的参考。     

新型无磁合金高温变形行为与组织演变研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机,在变形温度为1050～1200℃,应变速率为0. 1～10 s-1,变形量为20%、40%和60%的条件下,对00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金进行热压缩变形实验,研究了变形量、应变速率和变形温度等变形工艺参数对00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金组织演变及流变应力的影响规律,建立了00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金热变形的本构方程和热加工图。结果表明:00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金的临界变形量为10. 8%,变形量大于此临界值时,合金中的奥氏体发生动态再结晶和球状α-Cr相形核长大;应变速率为0. 1 s~(-1)时,合金发生不连续动态再结晶,应变速率为5 s-1时,晶界处球状α-Cr相形核长大引起变形不协调,在峰值应力后出现软化波动现象;合金变形量为60%时的热变形激活能为397. 077 k J·mol~(-1)。根据热加工图确定适宜的热加工区域为:变形温度为1080～1100℃、应变速率为0. 1～0. 35 s~(-1)和变形温度为1120～1190℃、应变速率为4. 5～10 s~(-1),合金在该区域进行锻造可获得质量良好的锻件。     

Ni-Ti-Nb合金不同变形条件下的相变曲线

对不同的变形条件下Ni47Ti44Nb9合金的DSC相变曲线进行测定，分析了它们与变形量的变化规律。结果表明，变形量越大，相变热焓随之有所增加。