时效近等拳子比钛镍形状记忆合金TEM分析

应用TEM分析技术对一种富Ni钛镍形状记忆合金时效后的组织进行了研究，结果表明，在不同温度下时效折出物的相结构和形态是不同的，在673－773K温度时，析出物都是Ti11Ni14相，随时效温度的提高，析出物的形态由细点变透镜状截面的椭圆板，这种相与B2母相是共格的，它的应变场使R相变与马氏体相变分离，Ti11Ni14相的析出会改善钛镍形状记忆合金的性质，此外，在更高温度下时效合金将析出稳定的TiNi3相，该相与基体没有共格关系，同时导致基体镍含量下降，提高了马氏体转变温度。     

L12-Co3Ti金属间化合物中析出相与位错的引力型交互作用和软析出硬化

研究了具有Co-20Ti成分的L12-Co3Ti金属间化合物的硬度随时效时间的变化,同时测定了时效处理后含析出相的L12-Co3Ti金属间化合物的屈服强度随温度的变化.通过透射电镜观察揭示出由于析出相为单纯的面心立方结构的γ-Co相,虽然硬度低于基体的Co3Ti金属间化合物,仍然可使Co3Ti相得到有效硬化.γ-Co析出相在时效初期与Co3Ti基体保持共格关系.γ-Co析出相呈片状形态,平行于有序基体的{100}晶面析出.透射电镜观察结果表明,γ-Co析出相与变形位错的交互作用为引力型交互作用,这种引力型交互作用对材料的强化起了主要贡献.同时还讨论了由于软析出相而引起的强化机理.     

多晶镍钛形状记忆合金相变伪弹性特性的研究

利用四光束云纹干涉法对多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中的马氏体与奥氏体相互相转变以及相界面传播的现象进行了研究.从云纹图可看到,形状记忆合金发生相变时,奥氏体与马氏体的分布以及两相的界面附近的位移场分布.利用材料试验机(MTS Sintech 10/D)获得多晶镍钛形状记忆合金的应力-应变特性;通过云纹图能够发现多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中马氏体的发生、生长和传播规律.结果表明,云纹干涉法可以用来研究形状记忆合金的相变,且结果直观、可靠。     

高温应用形状记忆合金时效初探(英文)

形状记忆合金的应用开发异常活跃。然而,对于环境温度超过100℃的所谓高温应用,却涉及较少。本实验研制了成分为Cu-13Al-2.81Ni(wt%)的铸造合金,其转变温度均大于100℃。淬火后的试样在180℃停放30天,相应进行电阻温度回线测室、X衍射实验及透射电镜观察。实验结果表明:合金于180℃时效,起初随着时效时间的延长,马氏体转变温度提高,而转变量基本不变;25天后,转变量急剧减少,转变温度下降。时效前后,X衍射图谱无明显变化。透射电镜观察到时效30天的样品内部出现大量的块状共格过渡相,该共格过渡相与马氏体结构一致、成分不同,阻碍马氏体的可逆转变。     

时效处理对Cu-Cr-Ti合金组织与性能的影响

由于高强、高导Cu-Cr-Zr合金在工业化生产熔炼时不易控制Zr的收得率,通过采用Ti替代Zr,以期获得易熔炼以及性能与Cu-Cr-Zr合金相当的时效强化型Cu-Cr-Ti合金。采用真空感应熔炼技术,经过热锻、固溶、冷轧、时效共4道工序,制备了Cu-Cr-Ti合金板材;对时效后的Cu-Cr-Ti合金的组织状态、析出相形态、析出相与基体的界面关系进行了分析;对合金的抗拉强度和导电率进行了测试。结果表明：450 ℃时效60 min后,Cu-0.45Cr-0.14Ti合金的综合性能最佳,抗拉强度和导电率分别达到620 MPa和64.9 %IACS;Cu-0.45Cr-0.14Ti合金中纳米尺寸的Cr强化相呈现椭圆形和双花瓣形,2种形状的析出相粒子均为面心立方结构,且均与基体保持完全共格关系。     

热处理工艺对冷轧薄带NiTi SMA组织状态影响的研究

用DSC、X射线衍射及SEM等研究冷轧薄带NiTiSMA在不同热处理条件下的组织变化特征.结果表明,热处理冷却方式对冷轧态NiTiSMA的组织构成产生重要影响.热处理缓冷有利于Ti3Ni4富镍相的析出,且在600℃加热时,析出最明显,同时合金中发生B2→R→M的两步相变;而热处理快冷时富镍相Ti3Ni4析出不明显,且合金中主要发生B2→M相变.     

NiMnGaTi铁磁形状记忆合金的马氏体相变和磁性能

对Ni₅₃Mn_23.5Ga_23.5-○xTi_○x(x=0,2,5和8)系列合金的微观组织、马氏体相变及磁性能进行了研究,探究不同制备方法和不同Ti含量对合金性能的影响规律.研究结果表明:随着Ti含量的增加,合金的晶粒变细且析出物数量显著增加,适量的韧性第二相析出有助于改善合金的高脆性,合金的马氏体相变温度和饱和磁化强度均降低.EDS能谱分析表明,Ti掺杂合金的析出物是富Ni和Ti的第二相.对于Ti₀和Ti₂合金,900r/min甩带样品的饱和磁化强度与铸态样品基本相同,但Ti₅和 Ti₈甩带样品的磁化强度明显高于铸态,这是甩带工艺抑制非磁性的第二相析出所致.     

富Ti-TiNi形状记忆合金薄膜的析出相与相变

研究溅射富Ti－TiNi合金薄膜中的析出相及相变温度随退火温度和时间的变化规律;同时对富Ti－TiNi合金薄膜的马氏体相变温度比块村富Ti－TiNi合金及富Ni－TiNi合金薄膜低的原因进行讨论．     

不同热处理的CANTiM形状记忆合金的精细结构

对成份为Ｃｕ－１１．９Ａｌ－５Ｎｉ－１．６Ｍｎ－１Ｔｉ（质量百分比）的ＣＡＮＴｉＭ形状记忆合金固溶后水淬及水淬后再经不同温度２ｈ时效处理的试样的精细结构进行了电镜观察。其结果表明：淬火态试样中马氏体为Ｍ１８Ｒ１型，马氏体基体中分布有尺寸较大的ＸＬ相和尺寸较小，与基体半共格的ＸＳ相。ＸＬ相中还弥散地分布着另一种尺寸约为２０ｎｍ左右的析出相。在随后的时效过程中，以上的各Ｘ相依然存在，而马氏体则经历了从     

Cu-Ag合金中析出相界面结构及其对合金性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Cu-6%Ag和Cu-24%Ag,并进行退火和时效处理,观察了合金中析出相与基体的位向关系及界面结构,分析了析出相对合金强化和导电特性的影响. 析出相与Cu基体之间具有(100)Cu∥(100)Ag及〈110〉Cu∥〈110〉Ag位向关系,存在半共格界面,在(111)面上平均每隔9个晶面间距出现一个刃型位错以协调点阵错配. 析出相与Cu基体这种特定的位向关系及界面结构能有效地阻碍基体中位错的运动,在产生析出相强化作用的同时几乎不影响合金的电传导行为. 随Cu-6%Ag时效时间的延长,析出相数量增多,合金硬度显著上升而电阻率持续下降. 时效过程中析出相数量、形态及界面结构是导致合金力学和电学性能变化的主要原因.     

超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合材料的制备与功能特性

基于NbTi-TiNi共晶型相变,经成分分析,通过电弧熔炼制备几种具有NbTi和TiNi记忆合金铸态双相组织的NbTiNi合金。这种合金是一种原位自生的NbTi/TiNi记忆合金复合材料,具有复合比可控(通过调整Ni或Nb含量)、可逆马氏体相变温度可调(通过调整Ti/Ni比例)的特点。通过对其辅以常规的锻造、拔丝等大变形工艺加工,使NbTi和TiNi组元细化至微米级别,进一步得到复合组元比表面大、分布均匀、界面强度高的超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合丝材料。通过热膨胀仪和万能拉伸试验机对其进行热膨胀和力学性能测试。结果表明,该复合材料不但具有很高的屈服强度(超过1.6 GPa),还具有负膨胀点记忆效应、应变软模效应等新功能特性。     

Effects of aging treatment on the microstructure and superelasticity of columnar-grained Cu<Subscript>71</Subscript>Al<Subscript>18</Subscript>Mn<Subscript>11</Subscript> shape memory alloy

The effect of aging treatment on the superelasticity and martensitic transformation critical stress in columnar-grained Cu₇₁Al₁₈Mn₁₁ shape memory alloy (SMA) at the temperature ranging from 250°C to 400°C was investigated. The microstructure evolution during the aging treatment was characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction. The results show that the plate-like bainite precipitates distribute homogeneously within austenitic grains and at grain boundaries. The volume fraction of bainite increases with the increase in aging temperature and aging time, which substantially improves the martensitic transformation critical stress of the alloy, whereas the bainite only slightly affects the superelasticity. This behavior is attributed to a coherent relationship between the bainite and the austenite, as well as to the bainite and the martensite exhibiting the same crystal structure. The variations of the martensitic transformation critical stress and the superelasticity of columnar-grained Cu₇₁Al₁₈Mn₁₁ SMA with aging temperature and aging time are described by the Austin–Rickett equation, where the activation energy of bainite precipitation is 77.2 kJ·mol?1. Finally, a columnar-grained Cu₇₁Al₁₈Mn₁₁ SMA with both excellent superelasticity (5%–9%) and high martensitic transformation critical stress (443–677 MPa) is obtained through the application of the appropriate aging treatments.     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁性能研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。系统研究薄膜的马氏体相变行为、磁场增强相变应变特性以及温度对磁感生应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜室温下处于奥氏体态,马氏体相变开始温度为271.5 K。当沿膜面方向施加0—0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。试验还发现,饱和磁感生应变显著依赖于测试温度。当测试温度低于拟马氏体相变结束温度时,饱和磁感生应变随温度的升高先缓慢增大,在马氏体相变开始温度附近磁感生应变值发生跳跃式增加,然后随测试温度的进一步升高而降低。     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁场增强马氏体相变应变研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。研究薄膜的晶体结构、磁化行为以及磁场对马氏体相变应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜,室温下处于奥氏体态,呈较强的(110)织构特性,且室温饱和磁化强度约为40 emμ/g。试验还发现,当沿膜面方向施加0到0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。     

Martensitic stabilization and defects induced by deformation in TiNi shape memory alloys

Martensitic stabilization caused by deformation in a TiNi shape memory alloy was studied. Special attention was paid to the deformed microstructures to identify the cause of martensitic stabilization. Martensitic stabilization was demonstrated by differential scanning calorimetry for the tensioned TiNi shape memory alloy. Transmission electron microscopy revealed that antiphase boundaries were formed because of the fourfold dissociation of [110]_B19’ super lattice dislocations and were preserved after reverse transformation due to the lattice correspondence. Martensitic stabilization was attributed to dislocations induced by deformation, which reduced the ordering degree of the microstructure, spoiled the reverse path from martensite to parent phase compared with thermoelastic transformation, and imposed resistance on phase transformation through the stress field.     

Effects of aging on the microstructure of a Cu-Al-Ni-Mn shape memory alloy

The influence of aging on the microstructure and mechanical properties of Cu-11.6wt%Al-3.9wt%Ni-2.5wt%Mn shape memory alloy (SMA) was studied by means of scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffractometer, and differential scanning calorimeter (DSC). Experimental results show that bainite, γ_2, and α phase precipitates occur with the aging effect in the alloy. After aging at 300dgC, the bainitic precipitates appear at the early stages of aging, while the precipitates of γ₂ phase are observed for a longer aging time. When the aging temperature increases, the bainite gradually evolves into γ₂ phase and equilibrium α phase (bcc) precipitates from the remaining parent phase. Thus, the bainite, γ₂, and α phases appear, while the martensite phase disappears progressively in the alloy. The bainitic precipitates decrease the reverse transformation temperature while the γ₂ phase precipitates increase these temperatures with a decrease of solute content in the retained parent phase. On the other hand, these precipitations cause an increasing in hardness of the alloy.     

TiNi形状记忆合金低速冲击响应行为的研究

利用单摆冲击试验设备，对TiNi合金不同冲击能量及温度条件下的冲击响应行为进行了研究。冲击过程中的接触载荷由压力传感器及数字信号处理系统实时测量。根据接触载荷数据，可计算得到接触载荷与样品表面变形的关系。结果表明，同一冲击高度时，随温度升高马氏体TiNi合金的最大接触载荷增加，而接触时问降低；母相TiNi合金的最大接触载荷随冲击高度的增加会出现载荷平台段即伪弹变形段，处于平台段时母相TiNi合金吸收冲击能量，且不产生不可恢复的塑性变形，最大接触载荷降低，从而可减轻材料损伤。     

TiNi形状记忆合金断裂机理的原位拉伸研究

用SEM原位拉伸实验对TiNi形状记忆合金试样的断裂过程进行了研究和分析．结果表明,TiNi形状记忆合金的断裂与钢的脆性解理断裂不同．TiNi形状记忆合金的断裂受解理机制和孔洞在第二相颗粒处的形核、长大、连接机制控制．这两种材料失效机制共同作用,其中哪一种占统治地位取决于诸多因素．应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金的断裂具有重要的影响．     

Ti51Pd30Ni19合金的相变及力学性能特征

制备了Ti51Pd30Ni19高温形状记忆合金。利用高温X射线衍射（XRD）分析及热分析（DSC）研究了合金的相变过程,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试。结果表明,合金的马氏体相变开始温度可达212℃,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力。在室温下,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低。获得了该合金的伪弹性：在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环,三次加载-卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线。     

Phase transition, structure and shape memory effect of Ni47Ti43Hf10 alloy

A Ni47Ti43Hf10 high temperature shape memory alloy is fabricated. The martensitic transformation temperature (TT) is obtained by differential scanning calorimetry and four-probe electrical resistivity measurements. The effect of thermal cycling is investigated and it is found that the TT tends to be stable quickly, which is of benefit to practical applications. The martensite structure is determined to be B19′ monoclinic by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. One-way and two-way (which is seldom reported before) shape memory properties are studied by tensile and bending tests. The cycling number of two-way shape memory effect is tested for more than 20000 times.