双晶体NiTi形状记忆合金在无/有应力作用时效下的Ni_4Ti_3相沉淀行为模拟(英文)

运用相场方法研究双晶体NiTi形状记忆合金分别在无应力和有应力作用下时效过程中Ni4Ti3相的沉淀行为,模拟研究两种不同初始过饱和度(Ni含量分别为51.5%和52.5%,摩尔分数)的NiTi基体并考虑外加应力的影响。模拟结果表明,在无应力作用的体系中,当体系Ni原子初始浓度相对较低(51.5%Ni)时,Ni4Ti3相以非均匀的方式析出,其中晶界上存在大量的Ni4Ti3变体,晶界内大部分区域无变体;当体系Ni原子初始浓度较高(52.5%Ni)时,Ni4Ti3在整个双晶体系中均匀析出。在所研究的两种初始浓度下,一定大小的外加应力将直接导致Ni4Ti3变体在整个模拟体系中均匀析出,而两晶粒中变体的类型分布有所不同。

NiTi形状记忆合金中异常的多步马氏体相变研究

马氏体相变是NiTi记忆合金具有优良形状记忆效应和超弹性的本质原因。通常,NiTi合金是以一步(B2-B19′)或者两步(B2-R-B19′)来完成马氏体相变。但在某些条件下,NiTi合金会展现出异常的多步马氏体相变行为。综述了NiTi合金中各种类型的多步马氏体相变行为,并给出了它们出现的条件以及形成的机理。富镍的NiTi记忆合金在中温(400～500℃)时效时会出现三步马氏体相(B2-R-B19′和B2-B19′组成),这是由于Ni_4Ti_3相在晶界处优先析出所造成的。而在低温(200～300℃)时效时,出现的两步B2-R和一步R-B19′的异常马氏体相变则是由于B2相基体中晶界和晶内的成分不均匀,而这种不均匀性又是由于Ni_4Ti_3相在晶界处的优先析出所导致的。

热处理工艺对NiTi合金负热膨胀行为的影响

通过测定热膨胀系数研究了热处理工艺对NiTi合金负热膨胀(NTE)行为的影响,并采用XRD和TEM分析对其机理进行了探讨。研究表明:360℃,130h约束时效时,随着外加应力的增加,NiTi合金的负热膨胀系数先增后减,在250MPa时可获得峰值–87.0×10-6K-1;时效温度升高或高温下时效时间延长,其NTE行为变差。母相中Ti3Ni4相定向析出所形成的内应力场有效控制了相变的发生并促使产生体积变化和双程形状记忆效应,二者的联合作用导致了NTE行为的产生。

Ti_3Ni_4析出相对富镍TiNi合金阻尼行为的影响

采用动态机械分析仪(DMA)、透射电镜(TEM)和示差扫描量热分析仪(DSC)等手段,系统地研究了时效处理对TiNi合金阻尼行为的影响规律及其微观机制。结果表明,第二相粒子对合金阻尼行为具有不同的影响。细小、弥散的Ti3Ni4相提高了TiNi合金相变过程中马氏体的阻尼值,粗片状的Ti3Ni4相对阻尼行为的影响较小。

NiTi40合金微观组织结构的电子显微学分析

采用扫描电子显微分析(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微分析(HRTEM)、高角度环形暗场-扫描透射(HAADF-STEM)等技术手段,对NiTi40(60%Ni+40%Ti,质量分数)合金淬火态样品的微观组织结构进行分析。结果表明:NiTi40合金在950℃、150 min固溶水冷和1050℃、150 min固溶水冷的硬度值相近,为60~61 HRC,但微观组织结构有显著的区别。经950℃固溶水冷后,合金中的粗大第二相主要为NiTi2和Ni3Ti相,还有少量和NiTi2相互伴生的TiC相;经1050℃固溶水冷后,合金中的Ni3Ti相接近完全回溶的,粗大第二相主要为相互伴生的NiTi2及Ti C相。随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸明显增大,合金晶界处的小晶粒在1050℃固溶时基本消失。经950℃固溶处理,晶内析出相主要为10~20 nm的Ni4Ti3相;经1050℃固溶处理,晶内析出相主要为几十至几百纳米的Ni4Ti3相。

时效对TiNiCr形状记忆合金马氏体相变与超弹性的影响(英文)

通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微观察(TEM)、差式扫描量热分析(DSC)与拉伸实验研究时效处理对Ti48.4Ni51.1Cr0.5合金显微组织、马氏体相变与超弹性的影响规律与机制。经400°C时效处理30 min后,合金中形成Ti3Ni4析出相。当时效温度介于400°C和500°C之间时,合金表现出两步马氏体相变。经时效处理的Ti48.4Ni51.1Cr0.5合金在室温下表现出优异的超弹性。随时效温度自300°C升高到450°C,超弹性恢复率增加。继续升高时效温度,恢复率下降。超弹性应力滞后表现出相反的变化趋势。通过分析Ti3Ni4析出相随时效处理的演化规律解释了时效处理与马氏体相变和超弹性之间的关系。

Ti49.2Ni50.8合金在等径角挤压过程中Ti3Ni4析出相的演化规律

采用透射电子显微镜研究Ti49.2Ni50.8合金中Ti3Ni4析出相在等径角挤压及中间退火过程中的演化规律。固溶态Ti49.2Ni50.8合金在450℃时效处理10~60 min以获得尺寸为37~75 nm的Ti3Ni4析出相。在450℃等径角挤压处理1道次后,时效处理10 min和30 min试样中Ti3Ni4析出相完全溶解;而在时效处理60 min试样中Ti3Ni4析出相尺寸减小。Ti3Ni4析出相完全溶解的临界尺寸范围为37~68 nm。等径角挤压态试样的位错密度取决于Ti3Ni4析出相的初始尺寸。随初始时效时间从10 min延长至60 min,试样的位错密度先增加然后降低。

铸造Ocr17Ni3M4Cu2Ti不锈钢舵和美人架

高速船和游艇中使用不锈钢铸造航空和美人架(尾轴托架)的船很多,耐海水腐蚀的不锈钢在铸造时有特殊要求,为了提高成品率,提高铸件质量,需要贯彻一系列的工艺要求。文章系统地阐述了用Ocr17Ni3M4Cu2Ti耐海水腐蚀不锈钢生产这两种船体零件的冶炼和浇注的过程,特别是过程中的技术关键。对于指导生产及提高生产质量具有实际的意义。

外应力对NiTi合金中共格Ni_4Ti_3沉淀相长大行为影响的相场法模拟

运用相场模型模拟了外加应力对NiTi形状记忆合金中Ni_4Ti_3沉淀相组织形貌及长大行为的影响.无外加应力作用的时效过程中,4组Ni_4Ti_3变体均沿着各自对应的(111)_(B2)惯习面从NiTi基体相中析出;而在〈111〉_(B2)方向施加压应力时,只有一组Ni_4Ti_3变体从NiTi基体相中析出,其惯习面法线方向平行于外加应力方向;单轴压应力作用下时效时,Ni_4Ti_3形核数量明显增加.外加单轴压应力可促进Ni_4Ti_3变体的形核和长大,但并不改变变体的面积分数、长度、宽度以及长度-宽度比等参数随时效时间变化的趋势;压应力增大使变体长度及宽度均略微增加,但均小于无应力作用下的情形;变体的面积分数随外加应力的增大而增加.相场模拟结果与实验观察结果吻合较好.