简介:为了明确热HCP马氏体对CoAl和CoNi合金形状记忆效应的作用,研究CoAl和CoNi合金形状记忆效应(SME)与应力诱发马氏体和热HCP马氏体之间的关系。采用原位金相观察合金深冷前后热诱发马氏体的变化,并研究其对应力诱发马氏体和形状记忆效应的影响。结果表明,CoAl和CoNi合金的形状记忆效应都来源于应力诱发HCP马氏体,热马氏体对两者形状记忆效应的贡献都是强化基体。CoAl合金形状记忆效应高于CoNi合金的原因是Al原子对基体更强的固溶强化作用导致CoAl合金基体强度高于CoNi合金强度。
简介:采用放电等离子烧结(SPS)法将元素钛粉和镍粉制备成Ti-51%Ni形状记忆合金(SMAs)。研究目的是采用自由锻二次加工以提高SPS合金的性能。对自由锻前后合金的显微组织、相变温度和超弹性进行比较。结果表明,自由锻可以显著提高Ti-Ni形状记忆合金的拉伸强度和形状记忆性能,自由锻后合金的韧性从6.8%提高到了9.2%,超弹性的应变范围从5%增加到7.5%,应变恢复速率从72%提高到92%。Ti-51%Ni合金显微组织中含有立方奥氏体相(B2)基体、单斜马氏体相(B19′)、第二相(Ti3Ni4,Ti2Ni和TiNi3)和氧化物相(Ti4Ni2O,Ti3O5)。自由锻后再经500°C时效处理的最终样品的马氏体相变温度向高温方向偏移,这是由于Ti3Ni4相(透射电镜下可以观察到)的析出而导致基体中Ni含量的减少。总之,自由锻可以提高Ti-51%Ni形状记忆合金的超弹性和力学性能。
简介:镍钛形状记忆合金样品分别在573、723和873K时效2h。在573和723K时效的镍钛样品中,可以观察到2个R相变体,而且这2个R相变体与B2基体之间的取向关系可以确定。在573和723K时效的镍钛样品中,细小均匀的Ni4Ti3沉淀相与B2奥氏体基体之间保持共格关系。在873K时效的镍钛样品中,可以观察到Ni4Ti3沉淀相在晶粒内部和晶界处析出,不均匀的Ni4Ti3沉淀相与B2基体之间保持共格、半共格和非共格关系。对于873K时效的镍钛样品,加热时发生B19’马氏体向B2奥氏体转变的一阶相变,但在冷却时发生B2-R-B19’的二阶相变。723K时效的镍钛样品在冷却时也表现出B2-R-B19’的二阶相变,但在加热时发出B19’-R-B2的二阶相变。对于573K时效的镍钛样品,由于Ni4Ti3沉淀相周围的局部应力不均匀和局部成分不均匀,则其发生三阶相变。
简介:研究冷轧和后续退火形变热处理对Ni50Ti50形状记忆合金超弹性行为的影响。采用铜坩埚真空感应熔炼法制备样品。将成分均匀的样品进行热轧后在900°C退火,然后再进行冷轧,冷轧后样品的厚度有不同程度的减少,最大可达70%。透射电镜检测结果显示严重的冷轧导致Ni50Ti50合金中形成了纳米晶和非晶的复合显微组织。400°C下退火1h后,冷轧样品中的非晶发生晶化形成纳米晶组织。随着冷轧变形量的增加,在超弹性实验中Ni50Ti50合金的弹性应变增加,变形量为70%的冷轧-退火样品其弹性应变为12%。此外,随着变形量的增加,应力诱导马氏体相变的临界应力提高。值得注意的是,70%变形量的冷轧-退火样品的阻尼容量值为28J/cm3,明显高于商业NiTi合金。
简介:将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1(摩尔分数)在1123K固溶处理2h,然后分别在573、723和873K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明:固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873K时效的镍钛样品中,Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。
简介:Al-3B中间合金是亚共晶Al-Si合金的高效细化剂之一。实验研究了Al-3B中间合金中未溶AlB2颗粒对Al-7Si合金晶粒细化的影响。结果表明,AlB2颗粒的数目和沉降对晶粒细化效果都有重要影响。在实验结果和理论分析基础上,提出了Al-3B中间合金对亚共晶Al-Si合金晶粒细化的新机制,认为通过共晶反应形成的"Al-AlB2"包覆结构是导致晶粒细化的直接原因,未溶的AlB2颗粒是α(Al)相的间接行核基底。
简介:基于d-电子合金设计理论和JMatPro软件,运用正交试验,设计了具有较低弹性模量和较高强度且含有无毒元素Nb、Mo、Zr和Sn的新型生物医用∥钛合金Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr,并对该合金的显微组织和力学性能进行分析。结果表明,Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr合金在800。C下固溶处理后,由单一的β等轴晶构成。与Ti-6Al-4V相比,该合金具有较优越的力学性能:E=65GPa,σb=834MPa,σ0.2=802MPa,6=11%,有望成为新型种植材料。该方法可以有效地降低实验次数,并得到理想的实验结果。
简介:采用搅拌摩擦点焊对Al5052铝合金和C27200铜合金进行异种材料焊接,并研究材料有效焊接的工艺窗口如旋转速率-停留时间图和旋转速率-插入深度图。采用中心复合设计模型,建立了预测拉伸剪切失效载荷和界面硬度随旋转速率、插入深度和停留时间变化的经验模型。采用95%置信度的ANOVA分析对模型进行验证。采用响应曲面法对所得模型进行优化,以得到最大拉伸强度和最小界面硬度。在最佳条件下,焊接接头的最大拉伸剪切失效载荷为3850N,最小界面硬度为HV81。验证实验表明所得模型的预测误差小于2%。所得工艺窗口可为设计工程师选择搅拌摩擦点焊工艺参数提供参考,以获得良好的接头。