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《陕西理工大学》 2019年
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Ti-Ni-Nb合金相变和形状记忆行为研究

刘康凯  
【摘要】:为了开发性能优异的Ti-Ni基形状记忆合金及其热处理工艺,本文用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、透射电子显微镜和拉伸实验研究了退火和时效工艺对Ti-50.8Ni-0.1Nb(原子分数)合金相组成、相变行为、显微组织和形状记忆行为的影响规律。结果表明:350~700℃保温0.5h退火态和300~600℃保温1~50h时效态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金由马氏体M(B19',单斜结构)和母相A(B2,CsCl型结构)组成。随退火温度升高,Ti-50.8Ni-0.1Nb合金冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型向A→M/M→A型转变(R-R相,菱方结构),R相变温度和热滞下降,M相变温度和热滞先升高后下降。300~400℃保温1~20h时效态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金冷却/加热相变类型为A→R→M/M→R→A,400℃保温50h和500℃保温1~50h时效态合金相变类型为A→R→M/M→A,300℃保温50h和600℃保温1~50h时效态合金相变类型为A→M/M→A。300~600℃保温1~50h时效态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金R相变温度在10~39.8℃之间变化,M相变温度在-98.3~8.2℃之间变化;400℃保温10h时效态合金R相变热滞最小(3.5℃),600℃保温20h时效态合金M相变热滞最小(23.5℃)。随退火温度升高,Ti-50.8Ni-0.1Nb合金组织由纤维状变为等轴状,再结晶温度约为580℃;随时效温度升高,合金中Ti_3Ni_4析出相的形态由点状→针状→透镜状→片状转变。350~550℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金的抗拉强度高于600~700℃退火态合金,延伸率则远低于后者;400℃保温20h时效态合金的抗拉强度最大(1385MPa),600℃保温20h时效态合金的延伸率最大(54.2%)。400~550℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金呈形状记忆效应,350℃退火态和600℃及以上温度退火态合金呈超弹性;300℃保温1~50h和400℃保温1h时效态合金呈超弹性,400℃保温10~20h和500℃保温1~50h时效态合金呈形状记忆效应,400℃保温5h、50h和600℃保温1~50h时效态合金呈形状记忆效应和部分超弹性。随应力-应变循环次数增加,退火态和时效态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金应力-应变曲线的平台应力下降,400~550℃退火态合金的形状记忆效应和600℃及以上温度退火态合金的超弹性稳定性良好,300℃保温1h和400℃保温1h时效态合金的超弹性行为稳定性良好,400℃保温5~10h时效态合金形状记忆行为稳定性良好,400℃保温20~50h和500℃保温1h时效态合金的行为由形状记忆逐渐变为超弹性。
【学位授予单位】:陕西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TG139.6

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