热处理对形状记忆合金超弹性滞回性能的影响

采用与文献〔１〕相同组分的ＮｉＴｉ合金材料,将其用不同的热处理工艺进行处理,分析了不同热处理后其超弹性滞回性能在不同温度和不同应变幅值下的变化规律;通过与文献〔１〕的对比,探讨了热处理前后该材料力学性能的变化以及加载频率的影响。     

Ti-Ni形状记忆合金超弹性的研究进展

Ti-Ni形状记忆舍金具有超弹性特性,所显示出的恒弹力、大应变、非线性阻尼和高弹性模量效应可被用来制作储能器、振动控制器和耐磨零件等.评述了Ti-Ni形状记忆合金超弹性的影响因素和计算模拟研究现状.着重介绍了合金成分、热处理、应力-应变循环、冷变形量和实验温度对超弹性的影响,并指出开发多元系Ti-Ni-X超弹性合金和加强合金的超弹性计算模拟是今后的主要研究方向.     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金超弹性的研究

用拉伸实验研究了Ｆｅ－１５．２Ｍｎ－６Ｓｉ－８．３Ｃｒ－７Ｎｉ、Ｆｅ－１６Ｍｎ－５Ｓｉ－９Ｃｒ－４Ｎｉ和３１７Ｌ不锈钢的应力应变曲线。结果表明,铁基形状记忆合金存在显著的超弹性。其应力应变曲线上,卸载时的曲线和再加载时的曲线相比有明显的滞后。合金卸载时存在极大的非线性回弹εｓｂ,εｓｂ随变形量的增加而增加,而超弹性应变εＳＥ在小变形量下随变形量的增加而增加,当总变形量超过一定值时,εＳＥ不再增加。Ｆｅ－１５．２Ｍｎ－６Ｓｉ－８．３Ｃｒ－７Ｎｉ的最大超弹性应变εＳＥ可达到０．７５％。应力诱发马氏体与母相之间界面移动产生超弹性,超弹性受化学驱劝力和母相对马氏体相的弹性约束控制。热形成马氏体和母相强度对超弹性影响不大。     

超弹性形状记忆合金棒力学性能的实验研究

对超弹性形状记忆合金(SMA)棒进行力学性能实验,研究了荷载循环、应变幅值和荷载频率对其滞回曲线以及耗能量、损耗因子、残余应变的力学参数的影响。结果表明,应力-应变曲线在循环加卸载中逐渐变化并趋于稳定;耗能量和损耗因子均随应变幅值的增加而增加,随荷载频率的增加而减小;稳定的SMA棒的超弹性、耗能能力和阻尼性能均较差,但其输出力较大,故可作为复位或限位装置用于土木工程中。     

不同热处理工艺的大直径形状记忆合金棒力学性能试验研究

试验研究了4种直径形状记忆合金棒材的力学性能,分析了热处理工艺、循环加卸载次数、应变幅值对棒材力学特性的影响,探讨了残余应变、单循环耗能、割线刚度和等效阻尼比等力学特征参数随循环次数和应变幅值的变化规律.研究结果表明,对于直径14 mm棒材,选择400℃保温15 min的热处理方案时相变应力最高;循环5次后,材料的各项...     

形状记忆合金超弹性本构关系的神经网络模型

通过试验，研究了受过循环变形、具有稳定超弹性变形性能的形状记忆合金丝在拉伸到不同应变幅值条件下卸载的超弹性变形行为。根据试验测得的结果，提出了基于神经网络的形状记忆合金超弹性本构关系模型，并把模型计算的结果和实验数据进行了比较分析，结果表明，该模型具有很高的精度。该模型避免了已有模型在参数确定上的困难，具有一定的工程应用价值，为建立形状记忆合金本构模型提供了一个新的思路。     

Fe—Mn—Si—Cr—Ni形状记忆合金超弹性的研究

用拉伸实验研究了Ｆｅ－１５．２Ｍｎ－６Ｓｉ－８．３Ｃｒ－７Ｎｉ、Ｆｅ－１６Ｍｎ－５Ｓｉ－９Ｃｒ－４Ｎｉ和３１７Ｌ不锈钢的应力应谜面工线。结果表明,铁基形状记忆合金存在显著的超弹必     

NiTi形状记忆合金硬度的不唯一性

试验中通常认为SMA较软,但采用不同的入射光源照明所观察到的硬度压痕有明显的差别,用原子力显微镜（AFM）研究维氏显微硬度压痕,得到定量的三维压痕形貌,观察到SMA的压痕呈星形分布,而不是正方形,表现出硬度的不唯一性,其主要原因是SMA的超弹性。     

超弹性形状记忆合金的神经网络连续本构模型

对超弹性形状记忆合金(SMA)丝在不同应变幅值和荷载速率下进行加卸载单轴拉伸试验,分析其滞回特性随环境因素的变化规律。将径向基函数神经网络(RBFNN)和Graesser模型结合起来,Graesser模型参数取自试验曲线,能由数学式确定的模型参数和应变幅值、荷载速率一起作为网络的输入信息,不能由数学式确定的模型参数作为输出神经元。数值计算表明,RBFNN可以精确地预测Graesser模型参数,且计算的SMA应力-应变曲线与Graesser模型结果吻合很好。     

Ti-50．75at％Ni形状记忆合金绞线超弹性试验研究

为了在常温条件下更充分地利用TiNi形状记忆合金绞线的超弹性性能，以Ti-50．75％（原子分数）Ni形状记忆合金（SMA）丝和绞线两种形式试件进行了室温条件下，加载速率、应变幅值及循环次数等因素对SMA丝和SMA绞线超弹性性能影响的试验。试验表明SMA以绞线的形式使用时能够大幅度提高其极限应变能力，相对SMA丝来说更适合应用于大变形时提供足够的恢复力；SMA绞线相对SMA丝具有更强大的超弹性性能；SMA绞线的残余应变量要比SMA丝的小得多，这也是使它具有较高的超弹性性能的主要因素之一．从而验证了SMA以绞线形式使用可以提供更强的超弹性性能．     

柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金超弹性各向异性参数研究及数值计算

参考单层板的偏轴工程弹性常数与正轴工程弹性常数的转换关系,进行参数推导,实现了对合金任意角度的超弹性各向异性相关参数的计算。采用有限元用户子程序对合金任意角度下的超弹性应力-应变曲线进行数值模拟。模拟计算结果与实验结果吻合较好,可为柱状晶类组织合金的各向异性性能的模拟计算提供相应指导和参考。     

Heat Treatment of Ni-Ti Alloy for Improvement of Shape Memory Effect

Nickel-Titanium alloys with stoichiometric single phase and non-stoichiometric dual phase structures of NiTi and NiTi+Ni3Ti are produced through high speed induction melting and combustion synthesis of pure Ti/Ni elements. Both alloys are homogenized at 1273 K for two hours, rolled into thin strips of 0.3 mm thickness, solution treated at 1273 K for two hours under vacuum and finally quenched in water. Effect of ageing on austenite/martensite and intermediate phase transformation temperatures are investigated. Results show that transformation temperatures and reversible shape memory properties comparable with those required for bioengineering applications such as manufacturing of artificial hand prostheses can be obtained through careful control of the chemical composition and the heating processes.     

CuZnAlMnNi形状记忆合金马氏体相变焓的研究

采用差示扫描量热分析技术在５℃／ｍｉｎ以及在超低降温速率下，研究了ＣｕＺｎＡｌＭｎＮｉ形状记忆合金马氏体相变的热焓。通过实验和计算，由母相向马氏体转变时单位质量的相变总焓、热容改变焓和马氏体相变焓分别是３．２２Ｊ／ｇ、１．８８Ｊ／ｇ和１．３４Ｊ／ｇ。     

Effects of Heat Treatment on the Transformation Temperature and the Microstructure of Ni-Ti-Nb Shape Memory Alloy

The effects of heat treatment on the phase transformation temperature and the microstructure of Ni-Ti-Nb alloy have been investigated by means of R-T method, TEM and EPMA. With the increase of annealing temperature, cooling rate and ageing temperature, the Ms temperature increases. TEM observations show no new precipitated phase was found in the B2 parent phase after heat treatment, but EPMA shows the content of Ni (or Ni/Ti ratio) in the B2 matrix changed. The main reason for the change of transformation temperature lies in the change of the matrix composition (or Ni/Ti ratio) with the variation of heat treatment procedure.     

Effective Superelastic Domains of Schwarz Primitive Shape Memory Alloy Lattices Subjected to Cyclic Loading

This work investigates the evolution of effective phase transformation thresholds in superelastic shape memory alloy (SMA) lattice architectures subjected to cyclic loading. The investigation is carried out by means of finite element analysis and numerical homogenization methods, considering Schwarz primitive triply periodic minimal surface (TPMS) SMA unit cells subjected to periodic boundary conditions. The results are reported for relative densities between 10% and 50%. It is shown that, in all the cases considered, the loading surfaces governing both forward and reverse phase transformations have an ellipsoidal shape that can be reasonably well represented using an extended Hill's criterion that accounts for the influence of hydrostatic pressure. Moreover, by considering polynomial expressions of the coefficients of Hill's criterion in terms of martensite volume fraction and cumulated fraction, the evolution of the loading surfaces as a consequence of functional fatigue is reasonably well approximated. The results suggest that an extended Hill's criterion with variable coefficients can well be used to simulate effective phase transformation and functional fatigue in architected TPMS SMAs.     

单晶Cu-Al-Ni-Be合金的形状记忆特性研究

在自行设计的定向凝固炉中,用带引晶系统的模壳制备出Cu-Al-Ni-Be形状记忆合金单晶材料,并与铜基形状记忆合金其他系列的合金材料的形状记忆特性进行了系统的比较分析.实验结果表明,Cu-Al-Ni-Be形状记忆合金单晶具有比其他铜基形状记忆合金更优越的性能.     

形状记忆合金宽滞后效应的研究

综述了NiTi基记忆合金（包括Ni-Ti-Nb)、铁基记忆合金（Fe-Mn-Si系）和铜基记忆合金相变宽滞后的形成机理，以及使形变诱恨马氏体兼具高的稳定性（宽滞后效应）和良好的可逆性（高的记忆应变）的条件（包括合金成分、变形温度及变形量）。     

TiNi形状记忆合金阻尼特性的研究

在变频、变温条件下，对两种热处理方式处理的Ti-50．8Ni(原子分数，％)合金的低频阻尼特性进行了研究，结果表明：中温退火处理的Ti-50．8Ni合金的阻尼性能好于高温固溶时效处理的合金；马氏体相、R相阻尼高于母相阻尼，相变过程(多相共存)出现阻尼峰，远远高于母相、马氏体相阻尼，同时伴随有最小弹性模量峰，即相变时材料出现软化现象；相变时阻尼与频率成反比，频率越高，相变阻尼峰越不明显，频率对弹性模量变化几乎没有影响；相变结束合金的阻尼对温度及频率不敏感；中温退火处理的Ti-50．8Ni合金在降温过程中由于温度和应力的复合作用导致多次相变，出现受频率影响的多个相变阻尼峰。