镍钛形状记忆合金管材的研究进展

镍钛形状记忆合金管材因为具有良好的形状记忆效应和超弹性而在工程领域得到了广泛的应用.文章总结了国内外众多学者的研究成果,系统介绍了镍钛形状记忆合金管材的加载力学行为、塑性成形方法和典型工程应用.镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载、单向扭转加载以及拉伸扭转复合加载方式下表现出了不同的力学行为.奥氏体镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载下,可以观察到明显的应力诱发马氏体螺旋带.镍钛形状记忆合金管材的塑性成形方法主要有拉拔、挤压和旋压,拉拔工艺仍是目前生产镍钛形状记忆合金管材的主要手段.镍钛形状记忆合金管材的典型工程应用主要有生物医用支架和管接头.镍钛形状记忆合金管材在科学研究和工程应用方面仍具有广阔的发展空间.     

毛细铜/钛复合管材的游动芯头拉拔制备及组织性能

在热旋制备界面结合质量优异的铜/钛双金属复合管坯的基础上,对复合管进行了游动芯头拉拔加工,重点研究了复合管材游动芯头拉拔加工成形能力以及拉拔加工对复合管材组织性能的影响.研究结果表明,游动芯头拉拔方式,特别是减壁拉拔,对铜/钛复合管材结合界面有较大的破坏作用,且难以实现多道次连续拉拔加工,单道次拉拔加工量不宜超过30%;575℃保温70 min的道次间退火虽然对界面元素扩散情况影响不大,但能缓解加工硬化和残余应力,使得铜/钛复合管材的平均剥离强度由变形态的7.8 N·mm-1提高到退火态的17.1 N·mm-1,大幅度提高铜/钛复合管材的后续拉拔加工性能.通过严格控制拉拔减壁量,合理制定了铜/钛复合管材的拉拔加工工艺,成功制备了结合性能优异的毛细规格铜/钛复合管材.     

镍钛形状记忆合金与不锈钢异种材料焊接的研究进展

镍钛形状记忆合金(nickel titanium shape memory alloys,Ni-Ti SMA)因具有超弹性和生物相容性而广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。为了满足越来越高的应用要求,Ni-Ti SMA与其他材料的连接成为研究的热点。针对Ni-Ti SMA与不锈钢焊接中的关键问题进行了综述,总结了熔焊、压力焊和钎焊等方法的研究进展,比较了不同焊接方法对焊接结果的影响。分析了Ni-Ti SMA与不锈钢焊接接点的微观结构和断裂特征,并指出抑制金属间化合物的形成是Ni-Ti SMA与不锈钢成功焊接的关键,固态焊更有利于抑制金属间化合物的形成。     

连续柱状晶BFe10-1-1合金管材无模拉拔过程中组织演变

在拉拔速度0.6～0.9 mm·s-1、变形温度750～900℃条件下,对具有连续柱状晶组织的BFe10-1-1合金管材进行了无模拉拔成形,研究了变形后的微观组织,探讨了其组织演变规律及机理.在本文工艺参数范围内,晶界平直的连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材在无模拉拔成形后微观组织演变为锯齿形晶界的连续柱状晶组织.随拉拔速度和变形温度的增加,锯齿的齿深不断加大.位错易在接近晶界的区域塞积并跃出晶界,导致在晶界处出现滑移台阶,形成锯齿形晶界;在滑移变形的同时,粗大的连续柱状晶开始转动,加剧了锯齿化的程度.高的热激活能和变形储存能未能及时释放是BFe10-1-1合金保持连续柱状晶组织的根本原因.     

圆环坐标轴对称问题及其在塑性加工中的应用

提出了一种新的分析塑性加工中轴对称变形的方法,称为圆环坐标轴对称问题。文中介绍了有关的坐标变换法则和主要变形力学方程。研究表明,这是一种非常适用于空心圆制品和双金属棒材、管材的挤压、拉拔、冲挤和变薄拉深等塑性加工中力学分析的十分有效的方法。     

微型直齿沟槽铜管充液旋压-多级拉拔复合成形

采用高速充液旋压-多级拉拔复合成形方法加工出了直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管.在分析其加工成形机理的基础上,研究了加工参数对沟槽铜管质量的影响.结果表明:微型直齿沟槽铜管成形过程中,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管的轴向沟槽产生断裂或折叠,过大的圆度误差会导致微型直齿沟槽铜管表面产生皱折和凹陷;而拉拔模具入口锥角采用16°、定径区长度取4mm、出口锥角取30°、润滑条件良好及残余应力较小时,拉拔沟槽铜管表面质量更高.通过控制拉拔工艺参数和圆度误差,可获得直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管,且内部沟槽趋于封闭,呈燕尾槽特征,有利于提高微型直齿沟槽铜管的毛细力.     

埋入式SMA丝聚合物梁自修复能力试验研究

为比较埋入式SMA聚合物梁中Ni-Ti合金丝对梁承载能力的影响以及Ni-Ti合金丝的无粘结长度对梁自修能力的影响,设计了两种类型的聚合物梁,且对两种类型的梁中三种不同无粘结长度的梁进行了试验研究.试验结果表明,聚合物梁中埋入Ni-Ti合金丝后,随着无粘结长度的增加,梁的承载力有一定提高;聚合物梁中SMA丝在足够有效的无粘结长度下,裂缝可以实现自修,且无粘结长度越长,裂缝修复效果越好.     

铜热管内壁微沟槽的高速充液旋压加工

对直齿微沟槽铜热管的高速充液旋压拉拔成形加工机理进行了研究,建立了微沟槽高速充液旋压成形的几何模型,通过实验发现:微沟槽的加工包括挤压和成形两个阶段;影响微沟槽成形的主要因素包括多齿芯头几何参数、芯头位置、减薄量、拉拔速度、旋压器转速和工作温度等;通过控制挤压深度、进给量、芯头形状与位置等,可加工出不同形状、不同深宽比及不同壁厚的微沟槽;高速充液旋压加工微沟槽在生产上具有可行性,其材料利用率和生产效率高,成本低廉.     

Ni-Ti合金绞线与混凝土的粘结滑移本构关系

Ni-Ti合金绞线与混凝土之间的粘结和锚固是二者能够协同工作的基础,Ni-Ti合金绞线与混凝土的粘结-滑移本构关系模型是其粘结锚固性能的综合反映.对64个试件进行单端拉拔试验,测定试件的粘结滑移曲线.结果表明:通过对其粘结破坏特征、粘结滑移机理及受力过程的分析,提出了一种新的粘结滑移本构关系模型,能较好地反映Ni-Ti合金绞线与混凝土的受力全过程,与试验结果吻合良好.     

管材无模拉拔成形壁厚变化规律研究

对管材无模拉拔变形时壁厚变化进行了实验研究,分析了管材无模拉拔时壁厚变化的影响因素及影响规律。确定了管材无模拉拔时壁厚变化经验公式。实验结果发现,管材无模拉拔时,壁厚变化t_f/t_0与D_(if)/D_i,D_(0f)/D_0,(1-R_S)~(1/2)的值成正比。对于薄壁管材(当t_0/D_0<0.1)无模拉拔时,比例系数等于1,即K_1=K_2=K_3=1。     

确定锥形管无模拉伸速度制度的数学模型

无模拉伸是一种金属柔性塑性加工方法,它的应用消除了常规拉拔过程存在的缺陷,使轴向变断面制品的拉伸成形以及难变形材料的成形加工问题得到很好解决.在分析锥形管无模拉伸的变形机制及可行性的基础上,提出了锥形管无模拉伸速度或冷热源移动速度的理论计算方法,并给出了相应的数学模型.实验研究证明,提出的速度模型较好地表达了无模拉伸速度变化规律,可用于确定有关的速度制度.     

随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

Ni—Ti合金相变与亚结构的研究

利用高分辨电子显微技术(HREM),在原子尺度上观察研究了Ni-Ti形状记忆合金的固态相变及其亚结构.在此基础上提出了该合金中马氏体相变的模塑.     

TiNi合金相变、形状记忆及超弹性行为研究

系统总结了陕西工学院ＴｉＮｉ形状记忆合金研究组近年来的研究成果,包括Ｎｉ含量和时效对ＴｉＮｉ形状记忆合金组织和相变行为的影响;热处理工艺对ＴｉＮｉ合金形状记忆效应的影响;形状记忆合金弹簧的设计、制作方法;ＴｉＮｉ弹簧的形状记忆及超弹性行为;ＴｉＮｉ形状记忆合金的应用等。     

马氏体相变与形状记忆材料

综述由马氏体相变导致具有形状记忆效应材料的一些特性，涉及热弹性马氏体相变热力学；Ｍｓ温度的热力学计算；各类材料包括Ｎｉ－Ｔｉ，Ｃｕ－基合金，Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ基合金、以及含ＺｒＯ２陶瓷的形状记忆效应，并对形状记忆材料的发展作了瞻望。     

管道展开图计算机绘制新方法

本文讨论对各种口径的管道进行改道、弯曲和开贫所涉及到的展开图计算机作图问题，通过数学变换能简便地绘出各种展开图，它有利于提高管道施工质量，缩短施工周期。     

轿车侧框冲压成形过程的仿真与试验分析

用数值仿真与实验分析方法研究轿车侧框的拉延成形过程．根据计算结果，对成形后的厚度变化和变形余裕度以及侧框成形的材料参数进行了讨论．通过仿真计算和实际冲压结果的比较，评价了覆盖件冲压成形仿真建模的合理性和仿真结果的准确性．结果表明，拉延后侧框在几个拐角处应力明显集中，接近局部颈缩，可能在后续工序中出现颈缩甚至破裂；动态仿真技术可准确地分析覆盖件的冲压成形过程．     

Forming of magnesium alloy microtubes in the fabrication of biodegradable stents

Magnesium alloys have, in recent years, been recognized as highly promising biodegradable materials, especially for vascular stent applications. Forming of magnesium alloys into high-precision thin-wall tubes has however presented a technological barrier in the fabrication of vascular stents, because of the poor workability of magnesium at room temperature. In the present study, the forming processes, i.e., hot indirect extrusion and multi-pass cold drawing were used to fabricate seamless microtubes of a magnesium alloy. The magnesium alloy ZM21 was selected as a representative biomaterial for biodegradable stent applications. Microtubes with an outside diameter of 2.9 mm and a wall thickness of 0.2 mm were successfully produced at the fourth pass of cold drawing without inter-pass annealing. Dimensional evaluation showed that multipass cold drawing was effective in correcting dimensional non-uniformity arising from hot indirect extrusion. Examinations of the microstructures of microtubes revealed the generation of a large number of twins as a result of accumulated work hardening at the third and fourth passes of cold drawing, corresponding to the significantly raised forming forces. The work demonstrated the viability of the forming process route selected for the fabrication of biodegradable magnesium alloy microtubes.     

形状记忆合金及机敏复合材料(英)

叙述了形状记忆合金的形状记忆效应机制,并且针对形状记忆合金与其他功能材料复合而成的机敏复合材料,结合作者的研究工作对各种复合材料的性能和应用进行了研究讨论．