基于DIC的镍钛合金退火后力学性能实验研究

发布时间：2020-12-17 21:16

　　NiTi合金作为一种拥有超弹性和形状记忆效应的新型智能金属材料被广泛应用在土木工程领域,例如减震装置、吸能设备及主动控制装备。金属材料经过退火处理能够有效消除残余应力、细化晶粒、提高断裂韧性、改变体相变化阻力和析出相温度等。通过退火处理方式强化NiTi合金基本力学性能和特有力学性能对于镍钛合金构件的设计使用以及合金退火处理工艺设计具有一定的参考意义。数字图像相关（简称DIC）方法可以对试件表面进行动态、实时、非接触的测量,被成熟广泛应用于高温全场变形、微观变形以及动态裂纹的观测。本文结合数字图像相关方法,研究了不同温度退火后镍钛合金的晶粒尺寸变化、基本力学性能、材料体相转变特性、超弹性性能以及常温和高温环境下断裂力学性能,能够更直观的描述镍钛合金不同温度退火后的力学变形特征。为了研究退火对镍钛合金基本力学性能、微观晶粒及体相转变的影响,对400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃退火处理一小时并炉冷后的镍钛合金板材试件进行单向拉伸实验得到了退火温度对镍钛合金常规力学参数（例如:弹性模量E、泊松比υ、屈服强度、抗拉强度等）。对退火后试件进行了DSC测试得到退火温度对镍钛合... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：133 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 镍钛合金常规力学性能及特有性能
        1.2.1 镍钛合金的基本特性及微观机理
        1.2.2 形状记忆效应
        1.2.3 超弹性效应
    1.3 热处理对镍钛合金性能的影响
    1.4 数字图像相关法（DIC）
        1.4.1 数字图像相关法测量系统
        1.4.2 数字图像相关法基本原理
        1.4.3 数字图像相关函数的选择
    1.5 基于数字图像相关的断裂力学研究
    1.6 本文的主要研究目的及内容
第二章 退火镍钛合金力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 退火镍钛合金板材力学性能
        2.2.1 .合金板材退火及力学性能试验
        2.2.2 力学性能试验及结论分析
    2.3 退火对镍钛合金相变温度的影响
        2.3.1 退火镍钛合金DSC试验
        2.3.2 DSC试验结论与分析
    2.4 退火镍钛合金金相试验和Hall-Petch关系
        2.4.1 镍钛合金金相实验
        2.4.2 金相试验结果分析与合金的Hall-Petch关系
    2.5 本章小结
第三章 基于DIC的退火镍钛合金超弹性性能研究
    3.1 引言
        3.1.1 NiTi合金的超弹性
        3.1.2 基于DIC的 Ni Ti合金板材超弹性研究路线
    3.2 基于DIC的 Ni Ti合金板材超弹性试验
    3.3 试验结论
        3.3.1 板材轧制方向和加载温度对合金超弹性性能的影响
        3.3.2 退火温度对合金超弹性性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 基于DIC的退火镍钛合金断裂力学研究
    4.1 引言
    4.2 带Ⅰ型裂缝NiTi合金单向拉伸试验
        4.2.1 试件的加工及处理
        4.2.2 NiTi合金断裂行为研究实验方案
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 基于DIC的应力强度因子SIF计算方法
        4.3.2 退火温度对NiTi合金常温（19℃）加载时断裂行为的影响
        4.3.3 退火温度对NiTi合金高温（150℃）加载时断裂行为的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对NiTi形状记忆合金力学性能的影响[J]. 张昊,李艳杰,韩光,杨令强,高蕊.  金属热处理. 2020(02)
[2]形状记忆合金[J]. 陈钊,徐淑琼.  科技视界. 2019(13)
[3]超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响因素分析[J]. 蒋钦贤,李建,邱博,阚前华,康国政.  四川理工学院学报(自然科学版). 2019(02)
[4]TiNi系形状记忆合金的记忆原理及其应用现状[J]. 耿双奇,牛建平.  现代商贸工业. 2018(30)
[5]基于DIC的印制线路板三维形貌高精度测量[J]. 张弦,苏勇,张勇,丁晓华,于起峰,张青川.  实验力学. 2018(04)
[6]Ti-Ni基形状记忆合金的特性及其影响因素研究进展[J]. 刘康凯,贺志荣,吴佩泽,冯辉,王家乐.  铸造技术. 2017(07)
[7]退火时间对Ti49Ni51形状记忆合金组织与性能的影响[J]. 黄斌.  铸造技术. 2017(07)
[8]基于非接触法的1200℃高温应变测试技术研究[J]. 宝剑光,秦强,柴葳,郝庆瑞.  科学技术与工程. 2017(06)
[9]基于三维数字图像相关技术的脆性岩石破坏试验研究[J]. 马永尚,陈卫忠,杨典森,杨建平,龚哲.  岩土力学. 2017(01)
[10]基于数字图像相关技术的金属冲裁过程材料变形分析[J]. 陈子砚,方刚,雷丽萍.  锻压技术. 2016(11)

博士论文
[1]数字图像相关方法的散斑图质量评价和应用研究[D]. 俞海.昆明理工大学 2015
[2]数字图像相关及其在若干工程测试中的应用[D]. 张蕊.华南理工大学 2011
[3]TiNbZrTaβ钛合金冷变形特点及超弹性机理研究[D]. 王立强.上海交通大学 2009
[4]应用形状记忆合金的大跨桥梁结构振动控制理论研究与振动台试验[D]. 陈海全.天津大学 2003

硕士论文
[1]基于DIC的面内位移高精度测量方法研究[D]. 刘润棋.广州大学 2019
[2]超弹性形状记忆合金性能试验与力学模型研究[D]. 宾帅.湖南科技大学 2015
[3]Nb含量和热处理对多孔NiTi(Nb)记忆合金超弹性行为的影响研究[D]. 黄婷.华南理工大学 2014
[4]基于形状记忆合金的结构裂缝自修复理论研究[D]. 王周峰.兰州理工大学 2014
[5]形状记忆合金减震器在框架结构抗震中的应用与研究[D]. 梁赛.石家庄铁道大学 2014
[6]形状记忆合金加固混凝土圆柱的机理分析[D]. 马强.中南大学 2013
[7]基于散斑计量的材料内部缺陷检测及物体形貌测量[D]. 许星.南京航空航天大学 2012
[8]形状记忆合金的断裂行为数值模拟分析[D]. 吕军.哈尔滨工程大学 2013
[9]形状记忆合金的力学性能与本构模型研究[D]. 吴昀泽.华南理工大学 2012
[10]时效TiNi基记忆合金的马氏体相变行为与超弹性[D]. 梁楚錡.哈尔滨工程大学 2012



本文编号：2922725