拉伸速率和转速位置对Nb47Ti合金拉伸测试的影响

利用万能试验机研究了拉伸速率和转速位置对Nb47Ti合金拉伸测试的影响,通过计算其真应力-应变曲线、加工硬化指数(n)和应变速率敏感系数(m)分析了Nb47Ti合金的力学行为。结果表明:Nb47Ti合金加工硬化能力十分有限,其屈强比接近1;随着拉伸速率的提高,加工硬化效果进一步减弱;拉伸速率对强度的影响较为显著,根据恒速率拉伸法计算其应变速率敏感系数为0.0263。转速试验中,随着拉伸速率的转换,应力值骤增。在加工硬化阶段的不同应变处转速时,突变幅值相对稳定,但整体随着应变量的增加而降低。本研究可为Nb47Ti合金拉伸测试时拉伸速率和转速点等参数的选取提供参考。

热处理工艺及Nb微合金化对9Ni钢组织性能的影响

为了适应LNG燃料罐、储罐使用需要,对9Ni钢进行冶炼、轧制关键工艺控制,研究两相区热处理工艺及Nb微合金化对组织性能的影响。结果表明,随着亚温淬火温度的升高,屈服强度、抗拉强度、屈强比先降低后升高。随着回火温度的升高,屈服强度与抗拉强度逐渐降低,伸长率升高;当回火温度为600℃时,屈服强度与抗拉强度达到最低值,伸长率达到最高值。亚温淬火态组织呈现大、小晶粒并存状态,有助于降低钢板屈强比。Nb微合金化9Ni钢板成品组织主要为回火索氏体组织及3%~8%残余奥氏体。0.015%Nb的加入使9Ni钢平均屈服强度提高约50 MPa,抗拉强度提高约40 MPa,-196℃横向夏比V型冲击吸收能提高约40 J。

自蔓延高温合成Ti_(44)Ni_(47)Nb_9合金过程中的燃烧界面成分与组织

采用燃烧波淬火法，获得了Ｔｉ４４Ｎｉ４７Ｎｂ９三元系的燃烧波熄灭界面。通过对该界面及界面前后的组织形貌分析和相组成变化的分析，弄清了该三元系合金在自蔓延高温合成中的结构形成机理。首先是，产生以Ｔｉ２Ｎｉ为主的化合物共晶液相，这是燃烧产生和蔓延持续的先决条件。紧接着是各组元Ｎｉ，Ｔｉ，Ｎｂ在共晶中的相继溶解，共晶中的主要相中Ｔｉ２Ｎｉ经过Ｎｉ３Ｔｉ，ＴｉＮｉ转变为ＴｉＮｉ（Ｎｂ）相。合成转化是受Ｎｂ，Ｔｉ元素在共晶液相中的溶解速度控制的。证明Ｖａｄｃｈｅｎｋｏ提出的组元溶解控制反应的机制，也适用于ＴｉＮｉＮｂ三元体系的燃烧合成。

Ni47Ti44Nb9形状记忆合金冷轧管材的组织、织构和相变

利用OM、DSC和XRD,研究了Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金热锻棒、热挤压管材和不同热处理条件下冷轧管材的组织、织构和相变.结果表明:热锻棒中的B2相呈较宽的纤维状,主要织构接近{112}〈111〉和{123}〈111〉;热挤压管材纤维组织变细且发生碎化,多数晶粒的取向靠近{111}〈UVW〉;冷轧管材的B2相纤维组织发生严重碎化,抑制了冷却过程中马氏体相变的进行,{111}〈110〉和{112}〈110〉成为主要织构.随淬火温度的升高,冷轧管材硬度下降,M_s和A_s点升高,热滞减小.冷轧管材经600℃/90 min退火,{111}〈110〉和{112}〈110〉织构显著增强,经850℃退火,再结晶晶粒明显长大,M_s点显著提高,热滞和硬度下降,晶粒取向偏离{111}〈110〉和{112}〈110〉.

Ni-Al涂层对Ti-22Al-26Nb合金抗氧化性能的影响

采用爆炸喷涂技术在Ti-22Al-26Nb(原子分数, ％)基体上制备了Ni-68.5Al(原子分数, ％)合金涂层,涂层在 退火后与基体结合良好.XRD分析表明,退火后涂层主要由β-NiAl以及少量Al3Ti和Al3Nb组成.研究了Ni-Al涂层 对Ti-22Al-26Nb合金在800℃静态空气中氧化性能的影响. Ti-22Al-26Nb合金氧化后主要生成了疏桧多孔的TiO2, 其抗高温氧化性能很差.施加Ni-Al涂层后,高温下生成了一层致密的Al2O3,氧化动力学曲线满足抛物线规律,抗氯化性能 显著提高.

Nb-Ti-Ni体系合金的结构及其氢渗透性能

以Ni30Ti31Nb39为成分基点,通过合金成分的规律性调整(5%,原子数分数),研究系列Nb-Ti-Ni体系合金的相结构与氢渗透性能。研究结果表明:制备的Nb-Ti-Ni合金有两相和三相共2种相结构;两相合金由bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体和(bcc-Nb(Ni,Ti)+β2-NiTi)共晶相构成;三相合金除上述两相外,还有少量NiTi2相;两相结构合金的氢渗透性能优于三相结构合金性能,合金中Nb含量越多,bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体相含量越大,合金的氢扩散系数(D)增大;Ni和Ti含量增大,则降低了固溶体相的比例,不利于合金氢扩散性能提高;Nb-Ti-Ni体系合金的氢扩散系数为10-9数量级,Nb49Ni25Ti26合金的氢扩散系数最大(5.260 5×10-9 m2/s)。

Ni-Ti-Nb基形状记忆合金的耐蚀性能

利用磁悬浮水冷铜坩埚冶炼四元 Ni- Ti- Nb基形状记忆合金 ,对板材试样模拟其典型的应用介质 -人体组织液和人工海水 ,运用 Montaklo mode测定阳极极化曲线 ,并对该体系合金钝化膜进行耐蚀行为评价。结果表明 :Ni-Ti- Nb基形状记忆合金具有良好的耐蚀性 ;合金化元素 Zr提高其耐蚀性 ,Cr降低其耐蚀性 ,而 V对该行为影响不大。

热轧Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金板材的织构及其对拉伸和恢复性能的影响

采用XRD、SEM和拉伸试验机对热轧Ni47Ti44Nb9形状记忆合金板材的织构及其对拉伸和恢复性能的影响进行研究,以便为改善该合金的力学和记忆性能提供理论依据。热轧板材的织构主要为{001}<uv0>和{111}<uvw>丝,沿轧向(RD),{001}<uv0>丝织构中强组分向{001}<010>靠近,{111}<uvw>丝织构中的{111}<112>和{111}<165>组分较强;沿横向(TD),强织构组分为{001}<010>和{111}<132>;热轧板材经高于再结晶温度热处理后,沿轧向,应力诱发马氏体相变临界应力最高,与轧向成45°角方向的临界应力最低,且沿横向拉伸断口表面出现很多微裂纹;经850℃热处理后,临界应力随着冷速的加快而降低,且该温度下退火板材的织构对可恢复应变的影响不明显,基本在7.0%～7.4%。

NiCuNbCr焊料Ti_3Al/GH4169合金氩弧焊接头的组织及性能

采用钨极氩弧焊方法,使用自行设计制备的NiCuNbCr合金作为焊料,实现Ti3Al基合金与GH4169高温合金异种材料之间的焊接。采用扫描电镜(SEM)及能谱分析(XEDS)等方法对接头横截面的微观组织进行分析。结果表明:GH4169/焊缝界面以及焊缝均主要由Ni元素的固溶体组成,其中固溶了Cu,Fe,Cr,Nb几种元素;而焊缝/Ti3Al界面分为3层组织,其相组成从Ti3Al母材到焊缝方向依次为:固溶了Ni和Cu元素的Ti2AlNb相、Al(Ni,Cu)2Ti金属间化合物及(Nb,Ti,Mo)固溶体;(Ni,Nb,Cr)及Ni(Cu,Ti)固溶体;Ni的固溶体,固溶元素为Cu,Nb和Cr。接头的平均室温抗拉强度为140.7MPa。拉伸试样断裂于被焊Ti3Al母材表面的扩散反应层,它主要由固溶了Ni和Cu元素的Ti2AlNb相与Al(Ni,Cu)2Ti金属间化合物组成,该界面是Ti3Al/GH4169接头的薄弱环节。

Nb-Ti-Ni合金的显微组织与氢渗透性能

研究了Nb50Ti25Ni25及Nb40Ti30Ni30合金的显微组织及氲渗透性能,并与贵金属Pd、Pd-Ag合金及纯Nb的氢渗透性能进行了比较.两种合金的显微组织均由先析出的bcc-Nb(Ti,Ni)固溶体和bcc-Nb(Ti,Ni)+B2-TiNi共晶组成.随Ni、Ti合金元素含量增加,合金中共晶相的含量增加.氢渗透温度为673K时,两种合金的氢渗透系数分别为1.71×10^(-8)和1.03×10^(-8)mol·m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-0.5),接近Pd的氢渗透系数,略低于Pd-Ag合金的氢渗透系数.共晶相的比例增加有利于提高合金的抗氢脆性能,增加先析出相的比例可提高合金的氢渗透系数.适当调整合金元素含量可获得综合性能良好的氢渗透合金.

真空感应熔炼用石墨坩埚对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金质量的影响

研究了三种不同种类的石墨坩埚进行真空感应熔炼Ni47Ti44Nb9形状记忆合金。一种是低密度的挤压石墨材料,另外两种是不同孔隙度和纯净度的等静压石墨材料,并且用纯Ni,Ti和Nb原材料进行Ni47Ti44Nb9形状记忆合金熔炼。采用低等级、低密度石墨坩埚进行熔炼,合金铸锭的碳含量会升高;选用高密度、高纯净度的石墨坩埚可以获得较好质量的合金铸锭。

Ni-Ti-Nb合金的热物理性能的测定

对Ni-Ti-Nb宽滞后形状记忆合金的热膨胀系数、比热容、热扩散率和导热系数的测定和分析结果表明,Ni47Ti44Nb9合金在30℃～300℃之间的平均线膨胀系数为11.43×10-6/℃。从热膨胀系数温度的曲线和比热容温度的曲线可以看出,这两条曲线相似且变化趋势相同。除了在80℃～120℃之间导热系数有波动外,导热系数曲线与热扩散率曲线基本上一致。

低Nb含量Ni-Ti-Nb形状记忆合金的组织及相变特征

系统研究了低Nb含量(原子分数为4.5%)的Ni—Ti—Nb形状记忆合金的微观组织形态和相变特征以及预变形对相变滞后的影响.结果表明,Ni/Ti比的微小变化对合金的微观组织产生重要影响,从而影响合金的相变特征.低Nb含量的Ni—Ti—Nb形状记忆合金仍然具有宽滞后效应.研究了在相同温度下分别处于马氏体和奥氏体状态时低Nb合金的变形行为,并结合热弹性马氏体相变动力学作了相关解释.

形变对Ti_(44)Ni_(47)Nb_9宽滞后形状记忆合金应力诱发马氏体相变行为的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)系统研究了在(Ms+30℃)温度下拉伸形变对Ti44Ni47Nb9形状记忆合金应力诱发马氏体(SIM)相变行为的影响. DSC测量表明, SIM相变为一微观不均匀过程,当形变量达到约14％时, SIM相变过程结束.在形变试样的第一次加热过程中, SIM的逆转变开始温度As和相变潜热均随着形变量的增加先增加后略有降低;而逆转变温度间隔随着形变量的增加略有增加,但和热诱发马氏体相比, SIM的逆转变温度间隔明显变窄.此宽滞后现象为一次性效应.在随后加热循环中的相变潜热、第一次冷却过程中马氏体相变开始温度以及第二次加热过程中逆转变开始温度均随着形变的增加而缓慢降低.

形变退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金的相变和形状记忆行为

用XRD、光学显微镜、示差扫描量热仪和拉伸实验研究退火温度(t_a)对冷拉Ti-50.8Ni-0.1Nb(摩尔分数,%)合金组织、相变和形状记忆行为的影响。结果表明:350～700℃退火态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金由马氏体M(B19′,单斜结构)和母相A(B2,Cs Cl型结构)组成。随t_a升高,合金组织形貌由纤维状变为等轴状,再结晶温度约为580℃;合金冷却/加热相变类型由A→R→M/M→R→A型向A→R→M/M→A型向A→M/M→A型转变(R-R相,菱方结构),R相变温度降低,M相变温度和热滞先升高后降低,R相变热滞为6.7～9.8℃。350～550℃退火态合金的抗拉强度高于600～700℃退火态合金的,伸长率则远低于后者的。400～550℃退火态合金呈形状记忆效应,350℃退火态和600℃及以上温度退火态合金呈超弹性。随应力-应变循环次数增加,合金应力-应变曲线的平台应力下降。400～550℃退火态合金的形状记忆效应和600℃及以上温度退火态合金的超弹性稳定性良好。

再结晶对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金棒相变和织构的影响

利用光学显微镜(OM),DSC和XRD,研究了直径19 mm Ni47Ti44Nb9热轧棒材再结晶对相变和织构的影响,为该合金棒的实际应用提供理论依据。结果表明:热轧棒从450℃开始发生明显再结晶;从850℃/90 min真空退火棒材的中心到边缘,再结晶晶粒尺寸减小,Ms降低,马氏体转变区间变窄,热滞增大;热轧棒中形成了较强的γ丝织构,600℃/90 min退火后,γ丝织构强度稍有下降,退火温度升到850℃,丝织构明显减弱,等密度线发生漫散,形成了新的织构组分,这有利于改善棒材径向方向的恢复应变。

应变约束相变对Ti_(44)Ni_(47)Nb_9合金恢复应变的影响

研究了10％预应变Ti44Ni47Nb9合金应变约束相变加热温度Th对随后自由相变行为的影响,结果表明:经过约束相变循环的Ti44Ni47Nb9合金,在随后的自由相变过程输出两段恢复应变εr1和εr2,其值分别随约束相变加热温度Th升高而增加和减小,但合金总恢复应变εr(εr=εr1+εr2)却随Th升高而降低.分析表明:恢复应变εr的降低与约束逆相变过程中马氏体相在恢复力作用下拉伸变形导致合金产生了大量塑性变形有关,而两段恢复应变εr1和εr2的形成则与合金约束相变后形成应变量明显不同的M1和M2两部分取向马氏体逆相变相关.

Ti-Ni-Nb宽滞后记忆合金的研究进展

Ti－Ni－Nb形状记忆合金由于其较宽的相变滞后和优良的形状记忆性能，是一种很有前途的管接头和紧固件用材。本文论述了Ti－Ni－Nb合金滞后加宽的工程意义，介绍了近十年来Ti－Ni－Nb合金显微组织、马氏体相变、力学行为、应变恢复率、低温热容和机械加工特性等方面的研究进展及发展趋势。

Nb-Ni-Ti三元合金渗氢膜的研究进展

Nb-Ni-Ti三元合金具有较低的成本、较高的氢渗透性、良好的抗氢脆性及热稳定性,被认为是新一代在高温氢分离应用中的首选膜材料之一。简要回顾了氢分离渗透膜在近年来的发展历史,总结了目前Nb-Ni-Ti合金系氢分离渗透膜的制备技术;同时结合笔者在本领域的研究,着重分析了该合金系氢分离渗透膜的氢渗透理论及影响因素;最后展望了Nb-Ni-Ti三元合金系氢分离渗透膜的发展趋势。

Ni－Ti－Nb宽滞后记忆合金的机械加工

用正交试验法研究了Ｎｉ－Ｔｉ－Ｎｂ合金在不同切削速度、进给量和切削深度下的机械加工性能。结果表明：切削速度、进给量、切削深度对切削力和平均切削温度的影响基本上与４５钢相同；切削时宜用Ｋ类硬质合金刀具。