退火态Ti-Ni-Zr合金丝的组织、相变和形状记忆行为

发布时间：2021-12-22 22:11

　　用X射线衍射仪、光学显微镜、示差扫描量热仪、拉伸实验和循环实验等研究了退火温度（T_a）、形变条件和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.1Zr合金丝相组成、显微组织、相变和形变行为、应力循环特性的影响。结果表明:退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金室温组织由母相B2和马氏体B19′组成。随T_a升高,合金丝经历回复、再结晶和晶粒长大过程,再结晶温度接近600℃。冷却/加热时,400℃退火态合金发生A→R→M/M→R→A（A-母相,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;M-马氏体,单斜结构）型相变,500℃退火态合金发生A→R→M/M→A型相变,600和700℃退火态合金发生A→M/M→A型相变。随T_a升高,合金丝的相变温度和热滞降低。室温下,400～550℃退火态合金丝呈形状记忆效应,600～700℃退火态合金丝呈超弹性。随形变速率增加,合金丝超弹性改善。随形变温度升高,合金丝平台应力增加,残余应变降低,超弹性改善。随应力应变循环次数增加,合金丝的超弹性改善,能耗作用先下降后趋于稳定。 

【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(11)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

不同退火温度下Ti-50.8Ni-0.1Zr合金XRD图谱

图2给出了400、500、600、650和700 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金丝的显微组织。从图2可看出,当Ta在600 ℃以下时,合金显微组织呈纤维状,处于回复阶段(图2a～2b);Ta升高至600 ℃时,合金的纤维组织特征消失,显微组织呈细小等轴状(图2c),合金丝处于再结晶状态;此后,随Ta升高,合金的再结晶晶粒相互吞并逐渐长大,最后形成粗大等轴晶粒(图2d～2e)。由此得知Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的再结晶温度接近600 ℃。2.3 相变行为

由图3(b)可看出,随Ta升高,TR温度由35.6 ℃降为11.2 ℃,TMr温度由32.4 ℃降为-29.9 ℃,马氏体相变热滞ΔT由79.4 ℃收窄到40.7 ℃,TM温度波动式降低,在500 ℃退火后取得最大值(-39.2 ℃)。相变热滞ΔT反映了形状记忆合金器件的灵敏度,相变热滞越小,形状记忆器件的动作温度范围越窄,器件对温度反应越灵敏,窄热滞形状记忆合金可制作传感器,宽热滞形状记忆合金可制作连接元件[37]。退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr形状记忆合金的相变热滞较大,可利用其宽热滞特点制作连接类元件。图4 形变速率对退火态Ti-50.8Ni-0.1Zr合金超弹性(a～d)、平台应力(e)和残余应变(f)的影响(测试温度13 ℃)

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3547190