热型连铸CuAlNi形状记忆合金丝的性能研究

用热型连铸法制取1.5mm的柱晶CuAlNi合金丝,具有轴向排列的柱晶组织。经过900℃固溶处理,拉伸曲线与单晶的相似,具有两个阶段的马氏体转变,抗拉强度可达633MPa,延伸率14.95%。在4%的固定应变下,反复拉伸疲劳断裂次数高达38560次,形状回复率为100%。反复拉伸后在晶界上形成一种新相,有效地松弛了晶界上的应力集中,可能是疲劳寿命大幅度提高的原因。

热型连铸制备CuAlNi形状记忆合金组织研究

通过热型连铸技术制备具有柱状组织的CuAlNi形状记忆合金,从改变组织的结构达到改善该合金的各种性能的目的;研究柱状组织CuAlNi形状记忆合金组织对性能的影响,并且分析该合金性能提高的原因。试验证明:热型连铸工艺制备具有柱状组织CuAlNi形状记忆合金,可以为以后连续生产提供一种优良的方法。

电脉冲孕育细化CuAlNi合金的宏观组织与铸态形状记忆效应

为细化晶粒和改善组织 ,用电脉冲孕育技术制备了CuAlNi记忆多晶合金 .对未孕育和孕育处理合金的宏观组织进行了分析 ,测试了未孕育和孕育合金铸态形状记忆效应 .结果表明 :电脉冲处理使多晶CuAlNi合金铸锭的宏观组织得到明显改善 ,几乎由完全的等轴晶区构成 ,铸锭集中缩孔大大减小 ,合金的晶粒尺寸显著细化 ;脉冲孕育电压、频率、脉冲施加时间和铸模种类是影响孕育效果的因素 ;

连铸速度对CUALNI记忆合金晶粒长大及弯曲疲劳的影响

以4种速度连铸了柱状晶组织的CUALNI记忆合金丝并热处理,检验其晶粒长大及弯曲疲劳性能。连铸速度大于240MM/MIN,Γ2相的析出被抑制;速度达480MM/MIN时由于凝固前沿液相受到激冷而形成等轴晶。360MM/MIN为柱状晶加热长大的临界连铸速度。超过此速度,加热时晶粒将急剧长大。临界连铸速度以下提高连铸速度可细化晶粒,经热处理消除内应力后,弯曲疲劳断裂次数可大幅提高。

连续柱状晶组织CuAlNi合金管材的短流程制备

采用真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固方法制备Cu-14.3%Al-4%Ni(质量分数)合金管材,研究工艺参数对凝固成形过程的影响,分析连续定向凝固管材的组织性能。结果表明:当熔体温度为1 280℃、下拉速度为38 mm/min、冷却水流量为900 L/h时,可以连续稳定地形成Cu-14.3%Al-4%Ni合金管材,其直径为10 mm,壁厚为1.8 mm,且表面较光滑、具有连续柱状晶组织,抗拉强度达到540 MPa,伸长率达到13.7%,具有优良的力学性能。

热型连铸柱晶CuAlNi合金丝记忆状态下的拉伸疲劳

用热型连铸法连铸了柱晶组织CuAlNi合金丝,在记忆状态下分别以4%,6%,8%应变量循环拉伸,以研究其疲劳性能。4%,6%应变下循环拉伸,变形以γ1′→β1″进行,断裂次数高达30000次以上。8%应变下以β1″的弹性变形进行,断裂次数急降到几百次。疲劳拉伸使晶界形成由马氏体组成的带状组织,松弛了应力集中,提高疲劳寿命。

热型连铸超弹性CuAlNi合金丝的拉伸疲劳性能

用热型连铸法以不同速度连铸了φ1．5的柱晶CuAlNi合金丝,研究其拉伸疲劳性能。结果显示:铸态下,连铸速度由240mm／min提高到360mm／min时合金丝由于晶粒细化提高了疲劳寿命;铸态下少量γ2对拉伸疲劳没有显著影响;疲劳拉伸中柱晶晶界开裂,阻隔了疲劳裂纹扩展,降低了疲劳裂纹对表面缺陷的敏感性,有利于提高疲劳寿命。

热型连铸CuAlNi形状记忆合金线材的组织与力学性能

在自制的热型连铸设备上,制备出了直径为2.6mm的CuAlNi形状记忆合金线材。并对线材的组织和力学性能进行了研究。结果表明:连铸速度对CuAlNi合金线材的组织和性能有决定性影响。当铸型温度为1100～1150℃、连铸速度为75mm/min、冷却距离为15mm、冷却水量为60L/h时,可制备出表面质量良好的CuAlNi形状记忆合金线材。热型连铸技术制备的CuAlNi形状记忆合金线材的抗拉强度为288MPa,断后伸长率为9.43%。

成分和热处理对CuAlNi合金相组成和有序状态的影响

用金相、透射电镜和X射线衍射分析对三种成分的CuAlNi合金研究了成分和热处理对相组成,B2和D0_3型畴尺寸以及马氏体热弹性行为的影响。结果表明,随Al含量的增加马氏体结构类型从18R_1变到2H,并且相变温度降低。随着冷速增大,B2和D0_3型畴的尺寸减小。

超弹性柱晶组织CuAlNi合金丝的弯曲疲劳

用热型连铸法以不同速度连铸了1.5mm的柱晶CuAlNi丝,检验其弯曲疲劳寿命。结果显示:固溶处理后消除了内应力,弯曲疲劳寿命随连铸速度的提高而提高,但超过480mm/min后由于出现等轴晶和加热后的晶粒长大,疲劳寿命下降。弯曲疲劳断裂首先从柱晶晶界开始开裂,然后各晶粒各自断裂。晶界开裂有利于阻隔疲劳裂纹扩展,降低对表面缺陷的敏感性,降低弯曲时在晶界上产生的应变量,从而提高疲劳寿命。

柱状晶CuAlNi形状记忆合金控温水阀的设计与性能

用柱状晶CuAlNi形状记忆合金作为感温及控制元件,将其进行定型处理成弹簧,测试了相变温度及回复力.设计制作控温水阀,并对其性能进行测试.结果显示,在进水温度为50 ～ 70℃的范围内,不同阀芯位置的出水温度分别为38.50、38.75℃,调温性能可靠,控温精度为1.50℃,误差小.

CuAlNi合金的液态结构(英文)

利用高温X射线衍射研究了CuAlNi合金液态结构,发现结构因子上有明显的预峰出现,随着温度的升高,Cu75Al25合金熔体结构因子的预峰减弱,直到1300℃预峰消失,这表明中程有序原子团簇可以在高于液相线温度约250℃范围内存在,原子团簇的大小和数量都随着Ni的加入而增加,Ni增强原子之间的交互作用,有利于中程有序的形成,根据预峰的特性,提出CuAlNi合金液态结构的原子模型,即由八面体结构共享顶点形成的原子团簇与无规密堆积原子分布区域组成.

预时效对CuAlNi单晶相变温度的影响

根据有序化理论 ,提出了预时效概念 ,并用无析出物形成的预时效处理研究了Cu - 13.4Al - 4.0Ni单晶相变温度随预时效工艺的变化 ,结合DSC和偏光金相分析探讨了预时效与时效的界限 .淬冷状态的Cu-Al-Ni单晶其相变温度可以根据需要进行预时效处理 ,经预时效后 ,其Ms为淬冷态的Ms +0～ 70℃ ,As为淬冷态的 As+0～ 90℃可调 .预时效温度应为淬冷态的 Ms+10 0～ 2 0 0℃ .经过预时效的合金在马氏体状态下其相变温度保持稳定 .在高出淬冷态合金Ms点 30 0℃以上随着保温温度的升高或保温时间的增长 ,处理后的Ms、As等转变温度向高温移动 ,并且相应的 β′1相的数量也会降低 ,γ′1相量增加 .尽管此时没有析出物产生 ,但是单一 β′1相转变为 β′1+γ′1后 ,由于γ′1相很差的原位再现性而导致降低形状记忆行为和超弹行为 .

CuAlNi单晶压缩时相变带的生长和传播

利用高分辨率的CCD系统监测到CuAlNi单晶表现出相变伪弹性时的压缩变形过程.在压缩过程中观察到相变时马氏体的生长和传播,发现了在相变过程中出现交叉的相变带.利用红外相机拍摄了CuAlNi单晶相变过程中的温度变化规律.结果表明,在加载到单晶相变的过程中,已发生相变的区域温度逐渐升高;退载时,随着相变的结束,相变区域温度逐渐下降.压缩实验表明,加载时,母相中马氏体生长所需的应力比接下来继续相变时所需的应力要大;退载时,马氏体区域内奥氏体生长应力要比继续相变时所需的应力低.实验表明,利用红外成像技术可以研究记忆合金的相变规律.

CuAlNi单晶形状记忆合金压缩特性的实验研究

具有相变伪弹性特性的CuAlNi单晶是目前应用最广泛的形状记忆合金之一。这种材料被广泛应用在工程、生物和医学科学等领域。由于单晶是各向异性,没有多晶中晶粒之间的相互作用,因而在特定晶向上的力学性能稳定。但是这种材料的一些基本性质,如压缩状态下马氏体的发生、生长和传播等还没有人详细研究。本文主要研究CuAlNi单晶在特定晶向上的变形过程,它的应力-应变特性,并利用特殊的显微成像系统首次获得了沿[110]方向压缩时二维马氏体的发生、生长和传播过程。

应力引起的CuAlNi单晶β_1→γ_1′马氏体相变的实验

在所有发现的形状记忆合金中 ,铜基形状记忆合金的力学性能稳定、生产成本低、加工性能好 ,因此已引起许多研究人员的重视 .据此利用X射线衍射法得到了CuAlNi单晶试样在拉伸方向的晶向 ;运用高分辨率的云纹干涉技术 ,获得了应力引起的CuAlNi单晶形状记忆合金 β1→γ′1相变时的变形场 .相变过程中能清楚地观察到马氏体和奥氏体以及它们界面的移动 .

CuAlNi单晶中的DO_3→2H和DO_3→18R转变及其相变热力学

在金相显微镜上原位观察了ＣｕＡｌＮｉ单晶在Ｍｓ＜Ｔ＜Ａｆ之间的应力诱发ＤＯ３→２Ｈ和ＤＯ３→１８Ｒ马氏体相变，测定了作为温度函数的相变临界应力和相变熵。采用示差扫描量热计比较了测定的相变熵的可靠性。推出了在３００Ｋ附近ＤＯ３→２Ｈ，ＤＯ３→１８Ｒ和２Ｈ→１８Ｒ马氏体相变的热力学函数。

柱状晶CuAlNi形状记忆合金温控器

用柱状晶CuAlNi合金丝作为感温动作元件,制作手动复位和自动复位温控器,其导热材料分别为铜和铁.对温控器动作温度的测试结果表明此温控器动作可靠稳定、控温精确,并可以通过改变CuAlNi合金丝的成分,底板的材料、厚度以及对合金丝施加作用力的方式来改变其控制温度.

冷却速率对CuAlNi形状记忆合金阻尼行为的影响

Cu基形状记忆合金作为一类重要的阻尼材料有着广泛的目标需求,其室温附近高阻尼能力更是与应用直接相关,获得了广泛关注。采用粉末冶金技术制备了Cu-27.5Al-3.5Ni(原子分数/%,下同)形状记忆合金,通过改变冷却方式实现了对材料微观结构的调控。实验结果表明,水冷和空冷样品中各有一个典型的内耗峰,该峰随冷却速率的增大向低温区室温附近移动,分析认为内耗峰起源于马氏体逆相变。对于炉冷样品,由于冷却速率过低,材料发生共析分解,无马氏体相产生,进而无内耗峰产生。与炉冷和空冷样品相比,水冷样品具有更高的室温域阻尼能力,这与马氏体条数量以及马氏体/奥氏体之间界面的增多有关。

热型连铸法制取CuAlNi形状记忆合金丝

用热型连铸法从金属液直接成形制取直径1.5mm CuAlNi合金丝。将铸型温度设定为1110℃,可以拉铸出表面光洁、内部含有几个平行晶粒的定向凝固合金丝。拉铸速度50mm/min时,晶粒数较少,晶界平直;拉铸速度80mm/min时,晶粒数较多,晶界较曲折。试样经1000℃固溶处理后,拉伸强度达502N/mm2,延伸率14.4%,其中塑性应变8%。在4%固定应变下,反复拉伸的疲劳断裂次数高达706次,比文献所列单晶的断裂次数提高44%。热型连铸法制取铜基形状记忆合金,既可免除塑性加工的困难,又可获得定向凝固组织,提高合金性能,具有巨大的优越性。