不同温度下拉伸对Cu-Zn-Al合金的伪弹性和形状记忆效应的影响

本实验采用工业纯金属制备Cu—Zn—Al记忆合金,用电测法测绘了该合金在马氏体相变点上下某些特性温度区间的σ—ε曲线,所得主要结果是:1.试样在A_f以上恒温拉伸,出现伪弹性效应,但是,当应变超过一临界值后就会丧失完全的伪弹性。2.试样在M_s—A_f之间拉伸,得不到完全的伪弹性,但仍以伪弹性回复为主。3.试样在M_s以下拉伸,发生马氏体再取向。再取向可产生伪弹性也可产生形状记忆效应。     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti51Pd30 Ni19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 2 1 2°C,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 .     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti5 1 Pd30 Ni1 9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 2 12℃ ,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 .     

基于 NiTi 温敏形状记忆纳米结构调控的润湿性研究

NiTi 合金是常见的形状记忆合金,有着良好的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性和生物相容性,在生物医疗、 航空航天和微机电等领域有着广泛的应用。 目的 研究 NiTi 合金表面不同纳米级结构的润湿性能,改善 NiTi 合金 在工作环境下的磨损情况,提高 NiTi 合金的使用寿命。 方法 使用分子动力学方法模拟周期性边界条件下 NiTi 合 金的形状记忆效应,研究在不同温度下 NiTi 合金原子的微观结构演化;同时基于 NiTi 合金温度响应下不同的微观 结构,建立液滴静态接触角仿真,研究 NiTi 合金表面在不同微观结构下的润湿性能。 结果 发现 NiTi 合金在不同温 度响应下发生相变,从而使 NiTi 合金的表面原子排列发生改变,展示了温度诱发 NiTi 合金的相变和逆相变行为以 及在原子尺度下的微观结构演化,再以不同温度响应下发生相变和逆相变的 NiTi 合金表面作为基底,发现其表面 的润湿性也发生了改变和恢复。 结论 NiTi 合金随温度响应发生相变,微观结构发生改变,其表面的润湿性能也发 生改变;而且 NiTi 合金随温度逆相变,微观结构恢复到初始状态,其表面润湿性也能随之恢复到初始状态;NiTi 合 金在相变过程中的奥氏体和马氏体含量会影响 NiTi 合金表面润湿性能,因此能够通过温度进行 NiTi 合金表面在 微观结构下润湿性的自适应调控。     

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。     

超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响因素分析

通过有限元软件ABAQUS的用户子程序UMAT开发了超弹性-塑性叠加的材料模型,合理预测了超弹性NiTi形状记忆合金的单调拉伸应力-应变曲线。进而对紧凑拉伸试样的断裂韧性进行了有限元分析,调查平面应变状态下不同材料参数对超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响。分析结果表明,裂纹尖端马氏体相变区呈蝴蝶状且发生小范围马氏体塑性屈服;断裂韧性参数J积分随着马氏体相变开始应力的增加而增加;随着马氏体相变开始应力的提高,马氏体弹性模量、相变应变、马氏体塑性屈服应力对断裂韧性的影响不断弱化,且马氏体弹性模量的变化对断裂韧性影响最小;同时还发现,相变应变和马氏体塑性屈服应力对J积分的影响存在竞争机制。     

用定角扫描法研究NiTi合金相变的动力学

NiTi合金相变包括有,过程.这些相变可以彼此分开相继发生,也可以重叠出现. 通常的X射线衍射方法由于不易掌握各相开始出现和消失时刻,特别是在像NiTi合金中几种相变情况下,对结果分析有一定困难.本文采用定角扫描方法研究NiTi合金相变的动力学行为,给出了各相在相变中消长的动态图象,有助于了解NiTi合金相变的特征. 1.实验材料与方法试样直径为1.5mm的NiTi丝,含Ni量为50.3at％.为使相变过程稳定,经973K×1/2hr冰水淬火后在室温至423K进行n=40次的热循环.试样A和B分别对应于无应力σ=0和有应力σ=570MPa下进行热循环. X射线衍射是在日本理学D/MAX-ⅢA衍射仪上进行,采用高温纤维试样附件,     

Ti-Ni合金的织构与弹性模量及伪弹性应变的定量关系

应用取向分布函数（Orientation Distribution Function,ODF）方法分析了形状记忆合金Ti-50.4%Ni（原子分数）热轧后的织构，结果表明其织构类型为α纤维，根据其织构系数计算了不同轧向的弹性模量，并由ODF回算的反极图计算了不同轧向的伪弹性应变，经实验证实，得到了Ti-50.4%Ni形状记忆合金热轧织构与弹性模量及伪弹性应变的定量关系。     

超弹性形状记忆合金简化多维本构模型

建立简单有效的多维本构模型是形状记忆合金(SMA)工程应用的关键问题之一.在NiTi形状记忆合金丝拉伸实验的基础上,根据Brison模型的相变动力学方程,得出了相变应力与加载条件的关系. 借助线性化方法,建立了SMA超弹性简化一维本构模型;基于塑性理论,将马氏体体积分数作为状态变量之一,推导了SMA超弹性简化多维本构模型,应用该模型对超弹性SMA进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.分析结果表明:理论模型曲线与实验曲线接近,理论模型能够较为准确地模拟形状记忆合金的屈服机制和耗能能力.该本构模型可以用于模拟复杂荷载条件下的SMA超弹性特性.     

添加钽对电弧熔丝增材制备镍钛形状记忆合金组织性能的影响

NiTiTa三元形状记忆合金(SMAs)是潜在的生物医用材料,且电弧增材制造(WAAM)技术已经广泛应用于NiTi合金的研究中,研究Ta添加对WAAM的NiTi合金组织性能的影响具有重要意义.利用WAAM技术分别制造了5层NiTi合金和NiTiTa合金薄壁构件,系统研究了Ta添加对NiTi合金的微观组织、相变行为、力学性能以及抗腐蚀能力的影响.结果表明,与NiTi合金相比,NiTiTa合金的晶粒显著细化,析出相由NiTi合金中的Ni₃Ti转变为Ni(Ti, Ta)₂.此外,其相变温度显著提高,导致了室温下的组织由完全奥氏体相(B2)转变为奥氏体(B2)和马氏体(B19’)的混合相.拉伸试验结果表明,NiTiTa合金试样相较于NiTi合金试样的抗拉强度提升了9.5%,但延伸率下降了6.8%.极化曲线结果表明,NiTiTa合金具有更高的自腐蚀电位和更小的腐蚀电流密度,抗腐蚀能力显著提升.本研究为促进WAAM制备的NiTiTa合金及其在生物医疗领域的应用奠定了研究基础.     

缺口根半径对NiTi形状记忆合金缺口前应力-应变分布和马氏体相转变的影响

用有限元法(FEM),计算不同缺口根半径的NiTi形状记忆合金紧凑拉伸试样在加载-卸载单次循环载荷下缺口前的应力-应变分布和马氏体体积分数.计算表明:4个特征载荷,即加载时缺口尖端A向M转变开始和结束时的载荷以及逆转变M向A转变开始和结束时的载荷,均随着缺口根半径的增加而增大.在相同特征载荷下,缺口前端区的最大正应力yσy和等效应变ε以及相应于马氏体相变的应力平台的长度均随着缺口根半径的增加而增大.缺口前端的马氏体体积分数随着到缺口尖端距离的增加逐渐下降,在特征载荷下,随着根半径增加,马氏体体积分数增加,发生马氏体相转变的区域增大.     

多晶织构金属薄板的塑性各向异性分析

从晶体学理论出发 ,将多晶体看作是具有不同取向的单晶集合体 .认为单晶体各个滑移系的开动相互独立 ,从而简化计算模型 .同时利用从实测极图分析得到的三维晶粒取向分布函数作为权函数 ,对多晶织构圆板深拉延后径向应变进行平均化处理 ,得出薄圆板法兰部分的径向应变沿环向呈不均匀分布 ,其峰值个数及位置同已有实验结果相一致 ,表明模型正确 ,方法可行     

超弹性NiTi丝力学性能试验研究

本文对NiTi形状记忆合金丝的超弹性性能进行了试验研究,验证其用于被动控制装置的可行性。研究了常温下加载速率、应变幅值、循环次数等加载工况对形状记忆合金的相变应力、耗能能力、变形模量、等效阻尼比及残余应变等力学性能参数的影响规律。试验分析结果表明,NiTi丝具有良好的耗能性能、较大的可恢复变形,是制作被动阻尼器装置的良好材料。为进一步开发新型SMA被动阻尼器奠定了基础。     

Creep and friction of ice

The creep of polycrystalline ice in uniaxial compression has been studied over a very wide range of strain rates. The creep is far too slow to explain the friction of ice observed at very low sliding speeds, but experiments with single crystals show that sliding produces recrystallization at the interface, the ice presenting an orientation favourable to easy glide in directions tangential to the interface.     

多晶CuZnAl形状记忆合金的热机循环效应（Ⅰ）

以室温组织为马氏体的多晶ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金为试验材料，通过保持一定拉伸应变并在相变温度范围进行热循环实现了记忆合金在周期变化的温度和应力复合作用下的热机循环．用电阻法及应力测定法研究了热机循环中电阻－温度曲线及应力－温度曲线随循环次数的变化规律，对热机循环后合金中的热弹性马氏体转变特征及获得的双程记忆效应进行了研究．     

光电子能谱在钒酸钇晶体生长中的应用

应用光电子能谱分析了钒酸钇（YVO4）多晶斜与单晶之间的关系，成功生长出低缺陷的YVO4晶体，并对晶体进行检测。由检测结果得出，YVO4晶体的小角晶界，散射中心等缺陷与多晶斜的Y,V质量比有密切的关系，晶体的外形变形、与晶体温度场关系较大。     

铁磁形状记忆合金NiMnGa相界面运动的能量和热滞后

基于热力学理论，结合实验测量数据，计算了相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上3种情况下铁磁形状记忆合金NiMnGa单晶马氏体相变过程中的相关能量，并进行了分析．结果进一步表明：相变循环曲线分支的斜率取决于弹性应变能，而相变热滞后起源于相界面摩擦．     

NiTi形状记忆合金的振动主动控制研究

以高分子材料梁为基体，在梁的两侧面嵌入Ｍ相状态的ＮｉＴｉ合金丝作为驱动组元，一侧面嵌入母相状态的ＮｉＴｉ合金丝作为振动感知组元；建立起振动主动控制系统，实现了系统振动主动控制的计算机仿真，试验结果表明；ＮｉＴｉ形状记忆合金可灵敏地感知系统振动，在低频范围内，可有效抑制振动；试验结果验证了计算机仿真结果的正确性，提出通过增加组内ＮｉＴｉ丝的可控数量，可有效地提高ＮｉＴｉ合金控振频率上限，探讨了ＮｉＴ     

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。