原位合成NiTi-TiB_2复合材料的显微组织与性能

采用电弧熔炼Ti、Ni和B的方法,原位合成B含量不同的3种NiTi-TiB2复合材料,对复合材料的显微组织、成分及压缩力学性能进行研究。结果表明:材料中NiTi与TiB2之间为冶金结合,结合界面致密无孔隙,克服了以往研究中非原位复合材料常见的界面结合差以及致密度低等缺点。当B的摩尔分数超过6%以后,组织中出现粗大的Ti2Ni脆性枝晶,并伴随材料压缩性能的降低。样品力学性能的恶化与粗大TiB2陶瓷以及Ti2Ni脆性枝晶的形成有关。

NiTi-TiB_2原位复合材料的成分探索与性能研究

NiTi形状记忆合金具有诸多功能特性,如超弹性、高阻尼性和形状记忆效应等,因而得到广泛应用。TiB_2陶瓷具有高硬度、高耐磨性和高模量特性,但其脆性限制了其应用。将记忆合金与TiB_2陶瓷复合,有望获得超常性能:兼具高强度、高模量、超弹性、高硬度、高耐磨等力学性能,以及因耦合而产生的崭新功能特性。采用电弧熔炼Ti、Ni、B的方法,原位合成NiTi-TiB_2复合材料,对B含量不同的6种复合材料的可逆马氏体相变、显微组织、成分及硬度进行了初步探索。结果显示,NiTiB合金中含有NiTi记忆合金相以及Ti_2Ni和TiB_2陶瓷相。随着B含量升高,TiB_2陶瓷相由线状变化为粗大的块状,并且Ti_2Ni和TiB_2陶瓷相含量也随之逐渐升高。NiTi基体具有良好的抑制裂纹扩展功能。含B量为4%、6%和14%样品的硬度都普遍高于二元NiTi记忆合金,其中含14%B样品最高硬度与陶瓷相当。