热处理和冷变形对Ti-Ni合金非线性超弹性的影响

本文利用拉伸试验系统地研究了冷变形量、热处理工艺对Ti-49.8％（原子分数）Ni合金非线性超弹性的影响。研究表明，不同冷变形量丝材经723K，0．5h退火处理后，冷变形量较大的丝材（大于20％）经一定次数的应力─应变循环处理后，可获得完全的非线性超弹性，而冷变形量较小的丝材，即使经过多次应力─应变循环处理也难以获得完全的非线性超弹性。经同一温度退火处理的不同冷变形量丝材，冷变形量越大，获得完全非线性超弹性的温度区间越宽，在相同拉伸温度下，其完全非线性超弹性应变量也越大。同一冷拔量的丝村经不同温度退火处理后，退火温度越高，获得完全非线性超弹性的温度区间越窄，完全非线性超外性应变量也越小。

应力-应变循环对Ti-49.8at%Ni合金非线性超弹性的影响

利用拉伸试验系统研究了应力应变循环对Ｔｉ４９．８ａｔ％Ｎｉ合金非线性超弹性的影响。冷变形＋退火处理的Ｔｉ４９．８ａｔ％Ｎｉ合金丝材经一定次数的应力应变循环处理后，可获得完全的非线性超弹性，随后随着应力应变循环次数的增加，应力诱发马氏体临界应力与非线性超弹性应变量均下降，当应力应变循环达到一定次数，丝材的非线性超弹性性能将达到稳定。并且，经不同工艺处理的Ｔｉ４９．８ａｔ％Ｎｉ合金丝材的非线性超弹性受应力应变循环的影响并不相同。应力应变循环对经４５０℃、０５ｈ退火处理的冷变形量为３８４％丝材的非线性超弹性影响较小。

线性超弹性镍钛合金丝材特性

镍钛合金是一种形状记忆合金,具有优异的超弹性性能。传统的镍钛合金通过冶炼、热加工、冷加工及适当时效热处理加工即可获得超弹性,而该制备工艺条件下获得的线材刚性较低,在介入导丝应用领域,虽然相对于不锈钢材料有优异的推送性,但支持力不足,在复杂病变条件下,协助器械通过病变区的能力不足。为了克服上述不足,开发了新的线性超弹性镍钛合金丝材,通过与传统镍钛合金丝材在力学性能方面的对比测试可更好展现同种材料这两种状态镍钛合金丝材的性能差异,为介入导丝应用提供了又一可选品种。

NiTi-Nb原位复合材料的准线性超弹性变形

据文献报道,Nb纳米线增强NiTi记忆合金复合材料可展现超常的准线性超弹特性。为揭示该准线性超弹特性的产生和变形机制,通过真空感应熔炼、锻造、拔丝方法原位合成了NiTi-Nb复合材料丝材。TEM显微分析表明,Nb纳米线沿丝材轴向平行分布在纳米晶NiTi基体中。该材料在经历一次9%的预变形后会展现准线性超弹特性,其屈服强度达1.7 GPa,表观Young's模量约34 GPa,准线性超弹性应变接近5.5%。同步辐射高能X射线原位拉伸实验结果表明,准线性超弹性的产生与以下2点原因有关:(1)复合材料经历预变形后,Nb纳米线和NiTi基体间会产生耦合力,再次加载时,NiTi所受的耦合拉应力可以将局部区域应力诱发马氏体相变所需的外应力降低到零附近,并且耦合力越大,加载初期的相变速率越高,经过适当的预变形后,加载初始就能够持续发生高速率相变;(2) NiTi中耦合拉应力呈梯度分布,使相变应力-应变曲线不再是常见的“平台型”,转变为“硬化型”斜线。

一类广义非线性耗散超弹性杆波动方程孤波解的条件稳定性

研究了一类广义非线性耗散超弹性杆波动方程的孤波解在Lyapunov意义下的条件稳定性.首先,在假设微小扰动具有行波形式且满足一定条件的情况下,得到了相应扰动方程的通解;其次,讨论了不同参数条件下微扰解的敛散性及其Lyapunov特征指数,据此证明了方程的精确孤波解具有条件稳定性,并得到了孤立波稳定的条件.这些条件是系统参数和初始条件之间的关系,即方程孤波解的稳定性敏感依赖于系统参数和初始条件.

广义非线性耗散超弹性杆波动方程的精确解

对一类非线性弹性杆波动方程进行了扩展,得到广义非线性耗散超弹性杆波动方程;利用广义扩展的F-展开法,对解的形式以及约束条件进行了改进,求出了广义非线性耗散超弹性杆波动方程的类型丰富的精确解,包含周期解、尖波解、三角函数解、复数函数解等。

SMA超弹性特性的分段线性化及其结构稳态响应研究

当温度 T TAF时 ,在 SMA的加—卸载循环内 ,应力和应变之间形成无残余变形的迟滞环 ,这种称之为超弹性的行为在振动被动控制中具有广泛的应用前景。但是 ,由于材料内部发生的正、逆相变 ,使得应力、应变、温度以及马氏体百分数之间存在强耦合非线性关系 ,给分析和计算造成很大的困难。从 Tanaka系列的 SMA本构关系出发 ,建立 SMA超弹性应力和应变之间的分段线性化模型。该模型的本构方程形式简洁、参数确定方便 ,消除了应力、应变和马氏体百分数之间的耦合性 ,因此易于应用。为了研究具有超弹性 SMA元件的结构的稳态振动响应 ,将分段线性化处理的应力应变关系展成傅里叶级数 ,用于揭示具有 SMA丝约束的悬臂梁在支座扰动下的稳态响应特性。并定义了 SMA超弹性迟滞阻尼的等效阻尼因子。

预变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性及显微组织的影响

通过对TiNiCr形状记忆合金丝施加不同的预变形,利用拉伸实验和光学显微镜研究不同预变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性和显微组织的影响。结果表明:预变形对TiNiCr形状记忆合金弹性有着显著的影响,TiNiCr合金弹性随着变形量的增加而增加,当变形量达到51.4%时,弹性的增加不明显,单纯的预变形不能使TiNiCr达到完全的非线性超弹性,但会使TiNiCr产生一种细小板条状且高度形变的马氏体变体;当变形量达到48.6%时,马氏体变体的体积明显增大,极大地提高了母相的强度,从而显著提高TiNiCr丝的弹性。

含非完好界面的非线性弹性波超材料中SH波的非互易传输

研究了含非完好界面的非线性弹性波超材料中的非互易传输现象.通过结构的非对称性和材料的非线性打破了经典弹性波系统中的互易性原理.入射的反平面剪切(shear horizontal,SH)波与材料的非线性效应相互作用产生二次谐波.根据Bloch定理,利用刚度矩阵法得到了基频波和二次谐波的带隙和透射系数.通过与完好界面情况下的结果对比,讨论了界面特性对层状周期结构中SH波的带隙和非互易传输的影响.本研究有助于设计具有非互易传输性能的弹性波超材料器件.

粉末冶金Ni56Fe19Al25合金的相态与超弹性行为

用粉末冶金技术制备Ni56Fe19Al25合金,将Ni、Fe、Al的元素粉与预合金粉等量混合后在500MPa下压制成形,于1280℃温度烧结后进行热处理,对合金烧结态和淬火态进行X射线衍射(XRD)分析及力学性能检测。结果表明:粉末冶金技术制备的Ni56Fe19Al25合金烧结态为(β+γ)双相组织,淬火态处于(β′+γ)双相区。Ni56Fe19Al25合金淬火态在应力作用下呈现出良好的线性超弹性,抗拉强度达850MPa,最高弹性变形量大于4.5%,断裂前总变形量达到9.2%。