高速撞击TiNi基合金的马氏体相变与应变恢复特性
发布时间：2021-01-18 15:04
TiNi基合金在航天器中具有广泛应用,其构件常暴露在太空环境中,空间碎片高速撞击是航天器及构件失效的主要因素之一。本文采用火药炮驱动不锈钢弹丸模拟空间碎片对TiNi基合金进行高速撞击,采用仿真模拟与试验相结合的方法系统研究TiNi基合金高速撞击后的马氏体相变、微观组织结构与应变恢复特性,并阐明其变形机制,为TiNi基合金及其构件空间应用可靠性评估提供理论指导及试验依据。利用ANSYS/LS-DYNA软件进行高速撞击仿真模拟,阐明了在高速撞击时TiNi基合金的应力场分布以及应变速率随时间的变化规律。Ti50Ni50合金高速撞击时,未发生明显应力集中,晶界处与晶内应力差别不大。时效Ti49Ni51合金中弥散分布Ti3Ni4粒子高速撞击时,应力主要集中在晶界处,Ti3Ni4粒子内部及基体中应力均显著低于晶界。Ti44Ni47Nb9合金高速撞击时,β-Nb...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiNi形状记忆合金晶体结构：(a)母相(B2)；(b)马氏体(B19＇)
26]。man 等人[28]详细研究了等原子比 TiN度冷却至 Ms时，形成大量片状马氏体长大，并且消耗了针状 B2 母相，当温f）时，马氏体相变结束。同时，通过氏体中存在多种形式的亚结构，包括001）复合孪晶。了等原子比 TiNi 合金薄膜的马氏体相相及少量的马氏体相存在，而在高温状Ni 合金薄膜的相变顺序不是由马氏体B2 母相。 合金的显微组织结构金热形成马氏体的形貌大多是平行板态[30-33]。如图 1-2 所示，变体内部的亚
-4-图 1-3 TiNi 合金热形成马氏体的内部组织[38]：(a, b, c) 明场像；(d, e) 衍射花样Fig. 1-3 The internal defects in the thermal martensite in TiNi alloy:(a, b, c) Bright-field image; (d, e) SAED pattern今学者们利用高分辨电镜观察到了 TiNi 合金热形成马氏体中的结构，它们的界面特征如表 1-1 所列出。Nishida 等人[40]，观察取向下的<011>Ⅱ型孪晶界面，呈现出一种逐渐地、自由地弯曲模糊区域的存在。否定了 Knowles 早期的研究认为<011>Ⅱ型孪状结构。4 等原子比 TiNi 合金的形状记忆效应与超弹性iNi 合金具有出色的形状记忆效应（Shape Memory Effect, SME），具有记忆其高温母相形状的特性，换句话说 TiNi 合金的 SME 是
【参考文献】：
期刊论文
[1]Transformation of the TiNi Alloy Microstructure and the Mechanical Properties Caused by Repeated B2-B190’ Martensitic Transformations[J]. Anna Churakova,Dmitry Gunderov,Alexander Lukyanov,Niklas Nollmann. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(10)
[2]Effect of Mo Addition on the Microstructure and Properties of TiNiNb Alloy[J]. Haichang Jiang,Ying Chen,Dan Yang,Hongding Sun,Jianmin Zeng,Lijian Rong. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(02)
[3]冲击诱发NiTi形状记忆合金相变行为研究[J]. 刘洪涛,孙光爱,王沿东,陈波,汪小琳. 物理学报. 2013(01)
[4]Martensitic transformation involved mechanical behaviors and wide hysteresis of NiTiNb shape memory alloys[J]. Minjuan Wang a,b,Mingyang Jiang a,Guangyue Liao a,Shun Guo a,Xinqing Zhao a,a School of Materials Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China b Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(02)
[5]基于ANSYS/LS-DYNA的进近灯光杆塔撞击应力数值仿真[J]. 张积洪,李德根. 制造业自动化. 2011(03)
[6]Deformation Mechanism and Stabilization of Martensite in TiNi Shape Memory Alloy[J]. Koichi Tsuchiya,Minoru Umemoto. Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)
[7]Nb含量对NiTiNb合金马氏体态屈服强度的影响（英文）[J]. 肖甫,马国君,赵新青,徐惠彬. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(06)
[8]NiTiNb形状记忆合金的力学行为与相变特征（英文）[J]. 刘伟,赵新青. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(05)
[9]基于ANSYS/LS-DYNA的高速碰撞过程的数值模拟[J]. 谷长春,石明全. 系统仿真学报. 2009(15)
[10](NiTi)50-0．5xNbx形状记忆合金的阻尼性能及力学性能[J]. 肖甫,赵新青,徐惠彬,姜海昌,戎利建. 金属学报. 2009(01)
博士论文
[1]固溶态AM60B镁合金高速撞击变形及损伤行为[D]. 邹东利.哈尔滨工业大学 2010
[2]钛及钛合金中绝热剪切带微观结构演化及其集体行为研究[D]. 汪冰峰.中南大学 2006
硕士论文
[1]AZ31镁合金及Zr702高速撞击损伤行为研究[D]. 高超.哈尔滨工业大学 2013
[2]基于ANSYS/LS-DYNA的船舶与冰碰撞分析研究[D]. 何伟.大连海事大学 2013
[3]基于ANYSY/LS-DYNA的铁道车辆单车碰撞问题建模与仿真研究[D]. 高祥.北京交通大学 2008
[4]基于LS-DYNA的轿车保险杠耐撞性研究[D]. 刘少华.吉林大学 2008
[5]近等原子比TiNi合金薄膜的制备与马氏体相变机理的研究[D]. 高坤.西安理工大学 2006
[6]某船体钢弹板侵彻行为研究[D]. 孙兵兵.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：2985157
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiNi形状记忆合金晶体结构：(a)母相(B2)；(b)马氏体(B19＇)
26]。man 等人[28]详细研究了等原子比 TiN度冷却至 Ms时，形成大量片状马氏体长大，并且消耗了针状 B2 母相，当温f）时，马氏体相变结束。同时，通过氏体中存在多种形式的亚结构，包括001）复合孪晶。了等原子比 TiNi 合金薄膜的马氏体相相及少量的马氏体相存在，而在高温状Ni 合金薄膜的相变顺序不是由马氏体B2 母相。 合金的显微组织结构金热形成马氏体的形貌大多是平行板态[30-33]。如图 1-2 所示，变体内部的亚
-4-图 1-3 TiNi 合金热形成马氏体的内部组织[38]：(a, b, c) 明场像；(d, e) 衍射花样Fig. 1-3 The internal defects in the thermal martensite in TiNi alloy:(a, b, c) Bright-field image; (d, e) SAED pattern今学者们利用高分辨电镜观察到了 TiNi 合金热形成马氏体中的结构，它们的界面特征如表 1-1 所列出。Nishida 等人[40]，观察取向下的<011>Ⅱ型孪晶界面，呈现出一种逐渐地、自由地弯曲模糊区域的存在。否定了 Knowles 早期的研究认为<011>Ⅱ型孪状结构。4 等原子比 TiNi 合金的形状记忆效应与超弹性iNi 合金具有出色的形状记忆效应（Shape Memory Effect, SME），具有记忆其高温母相形状的特性，换句话说 TiNi 合金的 SME 是
【参考文献】：
期刊论文
[1]Transformation of the TiNi Alloy Microstructure and the Mechanical Properties Caused by Repeated B2-B190’ Martensitic Transformations[J]. Anna Churakova,Dmitry Gunderov,Alexander Lukyanov,Niklas Nollmann. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(10)
[2]Effect of Mo Addition on the Microstructure and Properties of TiNiNb Alloy[J]. Haichang Jiang,Ying Chen,Dan Yang,Hongding Sun,Jianmin Zeng,Lijian Rong. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(02)
[3]冲击诱发NiTi形状记忆合金相变行为研究[J]. 刘洪涛,孙光爱,王沿东,陈波,汪小琳. 物理学报. 2013(01)
[4]Martensitic transformation involved mechanical behaviors and wide hysteresis of NiTiNb shape memory alloys[J]. Minjuan Wang a,b,Mingyang Jiang a,Guangyue Liao a,Shun Guo a,Xinqing Zhao a,a School of Materials Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China b Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China. Progress in Natural Science:Materials International. 2012(02)
[5]基于ANSYS/LS-DYNA的进近灯光杆塔撞击应力数值仿真[J]. 张积洪,李德根. 制造业自动化. 2011(03)
[6]Deformation Mechanism and Stabilization of Martensite in TiNi Shape Memory Alloy[J]. Koichi Tsuchiya,Minoru Umemoto. Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)
[7]Nb含量对NiTiNb合金马氏体态屈服强度的影响（英文）[J]. 肖甫,马国君,赵新青,徐惠彬. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(06)
[8]NiTiNb形状记忆合金的力学行为与相变特征（英文）[J]. 刘伟,赵新青. Chinese Journal of Aeronautics. 2009(05)
[9]基于ANSYS/LS-DYNA的高速碰撞过程的数值模拟[J]. 谷长春,石明全. 系统仿真学报. 2009(15)
[10](NiTi)50-0．5xNbx形状记忆合金的阻尼性能及力学性能[J]. 肖甫,赵新青,徐惠彬,姜海昌,戎利建. 金属学报. 2009(01)
博士论文
[1]固溶态AM60B镁合金高速撞击变形及损伤行为[D]. 邹东利.哈尔滨工业大学 2010
[2]钛及钛合金中绝热剪切带微观结构演化及其集体行为研究[D]. 汪冰峰.中南大学 2006
硕士论文
[1]AZ31镁合金及Zr702高速撞击损伤行为研究[D]. 高超.哈尔滨工业大学 2013
[2]基于ANSYS/LS-DYNA的船舶与冰碰撞分析研究[D]. 何伟.大连海事大学 2013
[3]基于ANYSY/LS-DYNA的铁道车辆单车碰撞问题建模与仿真研究[D]. 高祥.北京交通大学 2008
[4]基于LS-DYNA的轿车保险杠耐撞性研究[D]. 刘少华.吉林大学 2008
[5]近等原子比TiNi合金薄膜的制备与马氏体相变机理的研究[D]. 高坤.西安理工大学 2006
[6]某船体钢弹板侵彻行为研究[D]. 孙兵兵.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：2985157
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2985157.html
