高温形状记忆合金

马氏体逆相变开始温度As点稳定在120℃以上的形状记忆合金称之为高温形状记忆合金,有多种合金系可供选择。本文综述了现有的各种高温形状记忆合金系的研究现状。     

钛基金属间化合物作为高温形状记忆合金的研究动向

最近在美国航空航天局(NASA)展示了有可能用于喷气发动机部件的高温形状记忆合金,由此引发了对各种高温形状记忆合金的研究。其中有研究探讨了相变温度约为300℃的Ti-NiPt合金用于喷气发动机可变吸气口及减少噪声的排气装置上的可能性。此外还有相变温度为250℃的TiNiPdPt合金和相变温度为180℃附近的TiNiHf合金等的应用研究。这些研究均还处于试验阶段,但表明相变温度在300℃以下的形状记忆合金有可能获得应用。为了提高TiNi合金的相变温度,进行了添加Hf、Zr等高熔点金属元素及Pt、Pd、Ir、Ru等铂族     

相变温度对CuZnAl形状记忆合金干磨损性能的影响

研究了相变温度对复合细化后的CuZnAl形状记忆合金干滑动摩损性能的影响,结果表明：同样的热处理工艺,在摩擦副温升不大时高温相变合金比低温相变合金耐磨,摩擦副温升较大时,低温相变合金耐磨性优于高温相变合金。合金的磨损失重机制为粘着磨损、剥离磨损和犁削磨损。     

高熵形状记忆合金相变行为研究现状

随着先进工程技术对形状记忆合金性能要求的不断提高,传统形状记忆合金愈发难以满足要求,高熵形状记忆合金应运而生,引起了研究者的极大关注。高熵形状记忆合金相较于传统形状记忆合金具有显著提高的可回复应变、屈服强度、高温物相稳定性和超弹性等特性,具有广阔的应用前景。本文对高熵形状记忆合金的研究现状、马氏体相变和形状记忆效应等进行了简要的论述,并对高熵形状记忆合金目前存在的不足和未来的发展进行了展望。     

声发射在形状记忆合金研究中的应用

介绍了声发射（AE）法研究形状记忆合金的原理和基本方法，大量研究结果表明，通过检测形状记忆合金的AE信号，分析AE信号的特征参数，可研究和评价温度和应力诱发马氏体相变，了解其马氏体相变过程及其特点，进而对作为AE源的形状记忆合金本身的性能和状态进行评价，作为一种动态无损检测技术，声发射对研究形状记忆合金智能材料和结构起着重要作用。     

一种钛镍形状记忆合金力学训练方法

本发明涉及形状记忆合金，具体为一种钛镍形状记忆合金力学训练方法。本发明以应力控制或应变控制方式，室温下采用对称拉压加载达到循环饱和应力次数，从而获得马氏体相变温度稳定的钛镍形状记忆合金。本发明使形状记忆合金获得稳定的马氏体相变温度，大大缩短了训练时间，节约能源，降低训练成本，对材料无损伤，适合工业应用。     

NiTi基高温记忆合金相变行为与组织性能研究进展

总结了近年来国内外Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金研究进展,分析了化学成分、热机械处理和训练工艺等对高温记忆合金的马氏体相变行为、高温单程和双程记忆性能和循环使用性能稳定性等方面的影响。结果表明,Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金的相变温度、滞后宽度、高温马氏体变形与蠕变行为、高温循环特性等受显微组织影响显著。通过采取Sc、B、Cu等元素合金化、固溶和时效、冷轧退火处理,有利于细化晶粒,在基体析出细小弥散沉淀相,如Ti_2Ni和Ti_2(Ni,Pd)等,起到固溶强化和沉淀强化作用,改善高温记忆合金高温记忆性能。在一定应力条件下训练处理,在基体形成具有特定应力场位错组态易于诱发择优取向的马氏体变体形核,从而提高高温单程和双程记忆性能和功能尺寸稳定性。     

热处理和热循环对Ru-49Ta高温形状记忆合金马氏体相变行为的影响

用示差扫描热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和光学显微镜系统研究了热处理和热循环对Ru-49Ta高温形状记忆合金马氏体相变行为的影响。结果表明：Ru-49T8合金的Ms(马氏体相变开始温度)和Af(马氏体逆相变结束温度)分别为1065℃和1085℃，相变温度范围(Ms-Mf)为15℃，相变热滞和相变热比较小，分别为22℃和2J／g。热处理对Ru-49Ta合金马氏体相变行为影响不大，该合金的马氏体相稳定性良好，不存在时效效应，相变方式为孪生。热循环对Ru-49Ta合金马氏体相变温度和热滞影响不大，随热循环的进行，相变热有所减少。     

高熵形状记忆合金的研究进展

高熵形状记忆合金是在等原子比NiTi合金的基础上,结合高熵合金的概念,逐渐发展起来的一种新型高温形状记忆合金。近年来,已开发出了综合性能优异的(TiZrHf)50(NiCoCu)50系和(TiZrHf)50(NiCuPd)50系高熵形状记忆合金,引起了广泛的关注和研究兴趣。本文从物相组成、微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性等角度出发,综述了高熵形状记忆合金的研究进展,并对高熵形状记忆合金未来的研究重点进行了展望。     

热处理对CuAlBe形状记忆合金组织和相变行为的影响

采用DSC法和电阻法测定了CuAlBe形状记忆合金的相变点,并通过组织观察和性能(硬度)测定等方法,综合分析研究了热处理工艺对其组织和相变行为的影响。结果表明,热处理对合金的晶粒大小和相变点影响较大,加热温度高和保温时间长都会使晶粒长大、相变点升高。热循环使相变行为的稳定性提高。低温时效会使相变点降低;而高温时效会使马氏体部分分解,造成马氏体逆转变困难。     

Ti100-xNix(x=40～70)形状记忆合金的Ni含量-时效工艺-相变行为关系图及其应用

采用示差扫描量热仪(DSC)建立了Ti_100-xNi_x(x=40～70)形状记忆合金的Ni含量-时效工艺-DSC曲线关系图、Ni含量-时效工艺-相变类型关系图、Ni含量-时效工艺-相变温度关系图、Ni含量-时效工艺-相变热滞关系图、Ni含量-时效工艺-相变潜热关系图。利用这些图能解决两类问题：当TiNi形状记忆合金的Ni含量、时效温度和时效时间已知时，可预测该合金的DSC曲线、相变类型、相变温度、相变热滞和相变潜热；当期望TiNi形状记忆合金具有某个DSC曲线、相变类型、相变温度、相变热滞或相变潜热时，可设计该合金的Ni含量、时效温度和时效时间。     

NiTi基高温记忆合金相变行为与组织性能研究

本文总结了近年来国内外Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金研究进展,分析了化学成分、热机械处理和训练工艺等对高温记忆合金的马氏体相变行为、高温单程和双程记忆性能和循环使用性能稳定性等方面的影响。研究结果表明,Ni-Ti-Pd和Ni-Ti-Pt高温镍钛形状记忆合金的相变温度、滞后宽度、高温马氏体变形与蠕变行为、高温循环特性等受显微组织影响显著。通过采取Sc、B、Cu等元素合金化、固溶和时效、冷轧退火处理,有利于细化晶粒,在基体析出细小弥散沉淀相,如Ti₂Ni 和Ti₂(Ni,Pd)等,起到固溶强化和沉淀强化作用,改善高温记忆合金高温记忆性能。在一定应力条件下训练处理在基体形成具有特定应力场位错组态易于诱发择优取向的马氏体变体形核,从而提高高温单程和双程记忆性能和功能尺寸稳定性。     

Ni_(54)Mn_(25)Ga_(15)Al_6高温形状记忆合金的微观组织和相变行为(英文)

研究Ni54Mn25Ga15Al6高温形状记忆合金的微观组织、马氏体相变特性、力学性能和形状记忆效应。通过与Ni54Mn25Ga21合金对比,分析添加第四组元Al对Ni-Mn-Ga合金性能的影响。结果表明:Ni54Mn25Ga15Al6合金为单一的四方结构非调制马氏体相并呈片状的马氏体孪晶板条形貌。该合金的马氏体相变开始温度超过190°C,具有发展成为高温形状记忆合金的潜力。在Ni-Mn-Ga合金中添加Al会降低马氏体相变温度,这主要归因于Al添加引入的晶格尺寸因素的改变。添加Al元素能有效提高合金的强度和塑性,但降低合金的形状记忆性能。     

高熵形状记忆合金的研究进展

TiNi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性,使其广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。然而,面对日益增长的在更苛刻环境下服役的需求,传统二元TiNi合金存在着相变温度低、高温环境下功能特性丧失和强度不足等问题,还需要不断优化合金成分和热处理工艺以提升其性能,从而发展出高性能形状记忆合金。TiNi合金的力学性能和功能特性受多种因素的影响,本文主要从合金成分的角度重点概述了各合金化元素对合金微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性的影响,并结合高熵合金化思想,综述了近年来在TiNi基高熵形状记忆合金领域取得的进展。最后展望了TiNi基形状记忆合金未来的发展方向及应用前景。     

形状记忆合金的本构关系

利用DSC分析了热流-温度曲线和马氏体体积分数与自由能增量间的微分关系,建立了一个新的余弦型形状记忆合金马氏体相变模型;推导了一个新的形状记忆合金本构方程.研究表明:Liang和Rogers的马氏体相变模型和本构方程分别为本文建立的马氏体相变模型和本构方程所描述的一种特殊情况;本文建立的马氏体相变模型和本构方程比Liang和Rogers及其它现存马氏体相变模型和本构方程能更准确地描述形状记忆合金的相变行为和力学行为.     

低Nb含量Ni-Ti-Nb形状记忆合金的组织及相变特征

系统研究了低Nb含量(原子分数为4．5％)的Ni-Ti-Nb形状记忆合金的微观组织形态和相变特征以及预变形对相变滞后的影响．结果表明，Ni／Ti比的微小变化对合金的微观组织产生重要影响，从而影响合金的相变特征．低Nb含量的Ni-Ti-Nb形状记忆合金仍然具有宽滞后效应．研究了在相同温度下分别处于马氏体和奥氏体状态时低Nb合金的变形行为，并结合热弹性马氏体相变动力学作了相关解释．     

磁性形状记忆合金与致冷材料

在高温下具有L21型（Heusler型）结构的Ni2MnGa和具有L12型结构的Fe3Pt合金，都是显示磁转变又显示热弹性马氏体相变的铁磁性形状记忆合金。它们在马氏体相变时不仅产生应力，并且在磁场作用下还可能发生再排列。因此，这些金属间化合物可望成为能够借助于磁场来控制较大应变的材料。NiMnGa合金薄膜在磁场下诱发马氏体相变引起显著的应变，并且撤去磁场后该应变即行回复，     

Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相变、磁性与淬火温度的关系

Co-Ni-Al合金不仅可以作为铁磁性形状记忆合金,也是传统和高温形状记忆合金的候选材料,本文通过金相显微分析,DSC和VSM方法,研究了Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相变和Curie点随淬火温度变化的情况,结果发现该合金马氏体相变温度和Curie点与淬火温度成正比关系.马氏体相变的4种温度,即Ms、Mf、As和At基本平行变化,淬火温度每升高10℃,马氏体相变温度升高8～9℃,而Curie点升高6～7℃.其马氏体相变温度和Curie点随淬火温度的变化与基体相β的成分变化有关,β相中Al的含量随淬火温度升高而降低,因而马氏体相变温度和Curie点升高.并且发现随着淬火温度升高,Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相的磁晶各向异性有减弱的倾向.     

热处理过程中NiCoMnSn高温形状记忆合金的相变研究

采用单辊甩带法制备高温形状记忆合金薄带,研究其显微组织和马氏体相变。结果表明,薄带晶粒相比块体合金得到细化,尺寸为2¹8μm,且晶粒生长方向基本一致。室温条件下,消除内应力后,薄带由孪晶亚结构的马氏体变体组成。热处理初期,薄带的相变温度降低,后期相变温度变化不大。     

Ti—Pd—Ni合金的高温形状记忆特性与回复再结晶行为

形状记忆合金作为功能材料和机敏材料引人注目，被用于管接头、各种家电中的执行元件、移动电话的天线和医用导丝等．实用形状记忆合金（SMA）几乎都是TiNi合金，使用温度小于373K。若能提高使用温度，则可用于汽车及飞机发动机等方面，从而扩大其应用范围．可能的高温SMA有CU系、Ni-Al系和Ti系合金，但目前只有Ti－Pd系合金接近实用，其Ms点可达823K。用镍置换其中的部分粑，则可得到较大的相变温度范围．如何评价该合全系的高温形状记忆特性及改往其性能，回复再结晶过程的研究是不可缺少的．万一Pd50合金的高温形状记忆特性极差…