热循环及低温时效耦合提高粗晶NiTi形状记忆合金功能稳定性的研究

发布时间：2020-12-24 09:12

　　形状记忆合金表现有形状记忆效应和超弹性,即经过合适的热—力过程后能够回复其原来的形状,是集传感与驱动为一体的智能材料。NiTi合金因具有较大的可回复应变和回复力、良好的生物相容性、优异的力学性能等特点,是目前最具应用潜力的形状记忆材料,在航空航天、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。在实际应用过程中,NiTi合金元件一般会经历反复的相变过程,循环相变过程中的塑性变形累积是导致NiTi合金元件功能疲劳的主要原因,这严重限制了 NiTi形状记忆合金的服役寿命和应用范围。针对上述问题,国内外学者开展了大量研究,发现提高NiTi合金基体强度,抑制循环相变过程中的塑性变形,是提高NiTi合金功能稳定性的关键,并形成了以细晶强化和时效强化为主的提高NiTi合金的功能稳定性的方法。然而,上述方法均非常受晶粒尺寸的限制,都需要将晶粒细化到一定程度后才可以获得良好的性能,因此对粗晶NiTi合金的性能提升有限。近年来,随着我国航空航天、生物医疗等领域的快速发展,对复杂结构NiTi合金构件的需求逐步增加。增材制造或焊接等工艺是制备NiTi合金复杂构件的理想手段。然而,采用上述工艺制备的NiTi合金构件一般具有... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

图１３１１：〇３）丁丨－５２．〇３１．％汕合金的时效行为【３２］??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）?Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?Ｔｉ－Ｎｉ?ａｌｌｏｙｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｖｉｃｉｎｉｔｙ?ｏｆ?ＮｉＴｉ；?（ｂ）?ｔｉｍｅ??ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｒａ?

由Ａｆ以上的温度冷却至Ｍｆ以下的温度形成马氏体后，将试样在Ｍｆ以下的温度??变形，然后将试样加热的温度，伴随着逆相变的过程，材料会自动回??复到其在母相时的形状１４１１，如图１－２所示。??大千Ａ，?冷至＜Ｍ，?＜Ｍ，?＜Ｍ，?，?＼?加热至＞Ａ，??ｉ?Ｉ?—＾?ｉ?ｉ?—、＾?１?１??试样?原始形状??图丨－２形状记忆效应示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｈａｐｅ?ｍｅｍｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ??３??

晶粒尺寸对ＮｉＴｉ合金的超弹性有着非常重要的影响，越来越多的研究表明，??超细晶粒的ＮｉＴｉ合金拥有优良的功能稳定性Ｂ．?Ｍａｌａｒｄ等人采用电脉冲??处理技术对ＮｉＴｉ合金冷拔丝的显微组织进行了改性如图１－５所示，随着??电脉冲时间从１２?ｍｓ增加至１８?ｍｓ，再结晶晶粒尺寸从５０?ｎｍ增大到１０００?ｉｉｍ［５：】，??可以发现随着晶粒尺寸的增加，超弹性迅速退化，证明ＮｉＴｉ合金的功能稳定性??得益于减小晶粒尺寸。??；＾ＲｉＴｉ２Ｔ＾?｜１－６０ｆ?：＾ｆ（ｂ）ｉ４＾ｉ?｜１－６０ｆ??１４００?ｉ．４〇ｇ．?１４００?１．４０?２．??５１０００?—」？＿?Ｓ?５１〇〇〇???ｇ??？?＞１００Ｓ＾?８００?一??￡?６００?０．８０?ｉ?爸?６００?????Ｊｏ．８０１??＾?４００?０．６０兰芘?４００?ｆｉｌＫ＿?ｙ?０．６０＾－??２００?ｆ?｜?２００?＇／?９??°０?１?２?３?４?５?６?７?８〇＇３〇ｉ?０?１?２?３?４?５?６?７?８°＇３〇｜??Ｓｔｒａｉｎ?（％）?昱?Ｓｔｒａｉｎ?（％）?３??｜：｜?ｑ（ｄ）１８ｍｓ??！：？一?１：２。！！＝?」：２°ｌ??＾?８００???ｉｉｍ＜—１?－°〇?｜?＾?８００?—?８５１?？〇〇?■＋??￡?６００?Ａ－?—＾．０－８０１?￡?６００，—?一二—成?０．８０！??０?１?２?３?４?５?６?７?８?５?０?１?２?３?４?５?６?７?８°＇３〇｜??Ｓｔｒａｉｎ?（％）?彐?Ｓｔｒａｉｎ?（％）?＾??图１－５脉冲电流作用下

【参考文献】：
期刊论文
[1]形状记忆合金在变体机翼中的应用现状[J]. 李杰锋,沈星,杨学永.  材料导报. 2014(07)
[2]NiTiNb形状记忆合金管接头研究[J]. 景绿路,关德富,樊力伟.  飞机设计. 2002(02)



本文编号：2935386