钛基形状记忆合金的马氏体相变问题研究

近年来,以Ti-Nb, Ti-Zr, Ti-Ta, Ti-Mo为代表的新型钛基形状记忆合金在航空、航天、医疗和能源等领域展现出重要应用前景,但仍有一些共性的相变问题值得深入探讨。本文对钛基形状记忆合金中的应变马氏体稳定化、马氏体相变的可逆性、应力诱发马氏体相变与超弹性的复杂性和多样性等问题进行了总结和讨论,对深入揭示和理解钛基形状记忆合金的马氏体相变特征及其内在机制,发展高性能合金具有重要参考价值。     

无镍钛基形状记忆合金的研究进展

ＴｉＮｉ形状记忆和超弹性合金作为生物体用材已用于人体,且具有半永久性．在欧洲,人体对镍过敏的问题最近引起了人们的注意．从生物相容性看,ＴｉＮｉ合金在人体上的应用可能会被禁止．因此,开发不含毒性或致敏元素的形状记忆合金十分必要．根据有关细胞毒性的研究结果,生物相容性良好的元素主要有Ｔｉ,Ｚｒ,Ｗｂ,Ｔａ,Ｐｔ,Ａｕ等．作为无镍钛基形状记忆合金来说,Ｔｉ－Ｎｂ基合金是良好的待选材料．据报道,Ｔｉ－Ｎｂ二元合金具有马氏体相变和形状记忆特性,但将该合金的马氏体相变温度控制在室温或人体温度附近的技术尚未解…     

粉末冶金法制备Ti—Nb基合金及其形状记忆特性的研究

由于正交结构的α″相和体心立方结构的β相之间存在热弹性马氏体相变,导致Ti-Nb基合金具有形状记忆功能和超弹性。目前已有很多关于传统熔炼锻造方法制备的Ti-Nb基合金形状记忆性能的报道。相比于传统方法,粉末冶金工艺不仅加工温度较低,且可以近净成形。     

Cu—Zn—Al形状记忆合金速动记忆元件的研制

1.引言近年来,对NjTj基和Cu基形状记忆合金的形状记忆效应和记忆元件的设计已有很多研究,这些合金的形状记忆效应与合金的热弹性马氏体转变有关。一般热弹性马氏体相变的相变温区较大,用它制成的热敏元     

二元Ti-Zr合金微观结构和形状记忆效应

近年来,新型钛基无镍合金以其良好的生物相容性、耐腐蚀性、低弹性模量、高相变温度等特性成为了形状记忆合金领域的研究重点。采用X射线衍射(XRD)、金相光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热分析(DSC)、压缩应力-应变实验等方法系统研究了TixZr100-x(x=20,30,50,70,80)合金的微观组织结构、相变特性、力学性能及形状记忆效应。结果表明:二元钛锆合金是一种典型的高温形状记忆合金,室温下为具有孪晶结构的单一hcp-α'马氏体相,晶格常数和晶胞体积都会随Zr原子含量增加而增大;合金具有从β母相到hcp-α'马氏体的可逆相变,相变温度随Zr原子含量增加先降低后增大,在Zr含量50%附近,马氏体相变开始温度最低,约为520℃;合金的屈服强度随Zr原子含量增加而增大,在Zr含量50%附近达到最大值(955 MPa),然后随Zr含量增加而下降;不同成分合金均具有形状记忆效应,其中Ti70Zr30合金的记忆效应最大,为1.7%。     

NiTi形状记忆合金相变行为的影响因素

NiTi形状记忆合金是一种性能优良的智能材料，也是应用最为广泛的形状记忆合金。由于其丰富多变的相变行为而表现出优良的形状记忆效应和超弹性，但其影响因素较多，了解其相变行为的影响因素有助于更好的应用和发展NiTi基形状记忆合金。因此本文主要介绍了Ni含量、热循环和时效对NiTi合金相变行为的影响。     

Ti-Ni形状记忆合金的疲劳性能

Ti- Ni形状记忆合金 (SMA)具有形状记忆效应和超弹性 ,其特性源于热弹性马氏体的形成和回复过程 ,相变过程的诱发需要温度或载荷变化。SMA要经历多次热应力或外加载荷循环作用 ,疲劳性能非常重要 ,其主要影响因素如下 :(1)合金马氏体相变开始温度 (Ms)。Ms不同导致合金相变过程和内部组织形态不同 ,疲劳寿命也不同。调整 Ni- Ti合金中 Ni含量 ,制备了 Ms 分别为 - 12 0℃ ,- 30℃ ,7.5℃和 70℃的合金。在室温下进行恒应变控制的疲劳试验。S- N曲线表明 :在应变相同的条件下 ,Ms 为 7.5℃的试样疲劳寿命最长 ,- 30℃和 70℃的居中 ,-…     

生物医用β型钛合金管材制备过程中显微组织和力学性能的演变规律研究

正亚稳β型钛合金具有优良的韧性、耐蚀性以及生物相容性,被广泛用于外科植入物中。有研究报道称,Ti-V、Ti-Mo、Ti-Nb基合金具有形状记忆效应和超弹性。基于这些合金所具有的优异的超弹性能,可以用来制备血管植入支架。然而,含有V、     

二元Ti-Zr合金微观结构和形状记忆效应

<正>近年来,新型钛基无镍合金以其良好的生物相容性、耐腐蚀性、低弹模、高相变温度等特性成为了形状记忆合金领域的研究重点。北京航空航天大学李岩等人采用X射线衍射、金相、透射电镜、差示扫描量热分析、压缩应力-应变实验等方法系统研究了TixZr100-x(x=20、30、50、70、80,原子分数)合金的微观组织结构、相变特性、力学性能及形状记忆效应。     

Cu Zn Al形状记忆合金的研制和特性研究

形状记忆合金是一种新颖的功能材料,功能材料的研制是当今新材料开发的重要课题之一。自60年代初美国海军武器实验室的Beuhler等人发现近等原子Ni—Ti合金具有形状记忆效应(SME)以来,已有30多年时间,在这段时间内,形状记忆合金(SMA)及其相关的理论—热弹性马氏体相变理论几乎成     

NiTi形状记忆和超弹性合金在应用制品中的推广

随着实用化和加工技术的进步,性能优良的NiTi合金的需要量急剧增长.NiTi合金有两个特殊性能,即形状记忆和超弹性性能.通过改变合金中镍与钛的配比,可使其性能产生较大的变化,以适应不同用途的使用要求.添加第三元素(铜或铌)可以提高NiTi合金的使用性能.目前,Ti—CU和Ni—Ti—Nb等三元合金都已实用化.NiTi合金的形状记忆效应通常为单向的,即在低温马氏体状态下变形,升高温度后合金中产生相变,品体结构由马氏作相变为母相,同时回复到变形前的形态.要得到     

形状记忆合金的发展

形状记忆合金是一种新型功能材料,因为具有温度感知和驱动性能而得到广泛应用.该文阐述了形状记忆合金的发展、分类以及与形状记忆效应有紧密联系的热弹性马氏体相变的原理,最后介绍了形状记忆合金的应用.     

热处理工艺对NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响

对成分（at）为Ti－51．28％Ni合金的相变过程用电阻、金相法进行了研究．发现该合金加热过程中发生M→R＋M→B2转变，冷却时则有M→R＋M→B2转变．并用电阻－温度曲线测定了不同热处理工艺条件下合金的相变温度，讨论了固溶时效处理制度对马氏体相变及R相变的影响，也讨论了提高合金形状记忆效应稳定性的各种方式，结果表明，“高温固溶，中温时效”是有利于该合金马氏体相变的最佳热处理工艺．也是提高其形状记忆效应的有效途径。     

热循环对粉末冶金Cu-14Al-4Ni马氏体相变点的影响

粉末冶金方法可成功地制取 Cu-14Al-4Ni(wt%)形状记忆合金。热循环使得粉末冶金法制得的 Cu-14Al-4Ni 形状记忆合金热弹性马氏体相变温度升高,最后趋于稳定。淬火速率越大,热循环过程中热弹性马氏体相变的稳定性越差。同样的淬火速率,热循环上限温度越高,随热循环次数增加相变温度变化越大。粉末冶金方法制取的本合金经空冷后有较好的热循环稳定性。本文提出了用应力弛豫假说来解释热循环对马氏体相变温度的影响。     

Ni55Mn25Ga18Ti2高温形状记忆合金的热循环稳定性

选择双相韧化的Ni?Mn?Ga?Ti高温形状记忆合金为研究对象。制备了淬火态Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金,并对其在室温至480 ℃之间进行高达500次的相变热循环,获得了5, 10, 50, 100和500次热循环态样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、同步热分析仪及室温压缩等实验方法,研究了淬火态和热循环态合金样品的微观组织、相变行为、力学及记忆性能,进而分析其热循环稳定性。研究结果表明:经500次循环后,Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂合金相结构和显微组织未发生明显变化,均为由非调制四方结构的板条马氏体相和面心立方富Ni的γ相组成的双相结构;随着循环次数增加,马氏体相变温度几乎不变,逆马氏体相变温度和相变滞后在循环5次后趋于稳定;抗压强度及压缩变形率波动幅度较小;形状记忆性能下降,但形状记忆应变仍保持在1.4%以上;Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金显示出良好的热循环稳定性。      

β钛合金超弹性影响因素及其提高方法

β钛合金具有良好的力学性能、高耐蚀性以及优异的生物相容性,在生物医用材料领域备受关注.β钛合金的超弹性归因于应力诱发的β→α"马氏体相变及其逆转变.阐述了影响β钛合金超弹性的因素,归纳了提高合金超弹性的方法.通过添加合金元素调整相变温度和滑移临界应力使得应力诱发马氏体相变更易发生,延迟β相塑性变形的发生,能够获得更大的...     

亚稳Ti-27Nb合金单晶的变形行为

<正>亚稳β型钛合金由β相向α″相转变的应力诱发马氏体相变及其逆相变的过程中表现出超弹性,使其作为新的无镍形状记忆合金,前景备受期待。针对亚稳β型钛合金的马氏体相变和形状记忆超弹性特性已开展了多项研究。为明确Ti-27Nb合金(原子分数)的应力诱发α″马氏体相变过程中的塑性变形行为,东京工业大学T.Masaki对Ti-27Nb合金单晶进行了研究。首先采用光学浮动区域熔融法制备了Ti-27Nb     

FeMnSi形状记忆合金的研究

本文研究了FeMnSi合金中热形成ε马氏体、α马氏体以及位错和残余应力等对形状记忆效应(SME)的影响,讨论了温轧试样中由于轧制织构引起的SME各向异性问题,同时还研究了测量形状记忆合金(SMA)相变温度的音频共振法.     

有色合金的热弹性马氏体相变及其应用

综述本文作者及其合作者对有色合金的热弹性马氏体相变及其在形状记忆中应用的已发表的工作。在热力学研究、M_s 及 A_s 计算的基础上,本文提出材料中发生热弹性马氏体相变的必需条件。扼要总结我们对 Ni-Ti 及 Cu-Zn-Al 合金中的相变及形状记忆效应的工作。     

工艺因素对CuZnAl（RE）形状记忆合金干滑动磨损性能影响

采用不同热处理工艺、不同载荷、不同磨损时间对两种成分(不同相变点)的CuZnAl(RE)形状记忆合金进行了干滑动磨损试验。用TEM和XRD对磨损表面和合金相组成进行了观察与检测。试验结果表明:时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,合金相变温度对磨损性能的影响受摩擦副温度与载荷的制约,随载荷增加合金塑性变形增大,使合金表面层破坏而失重,外应力越大,合金塑性变形越大,磨损失重也越大。形状记忆效应和超弹性以及合金的晶粒细化能够明显提高CuZnAl(RE)形状记忆合金的耐磨性。