热处理对激冷Ti-50Ni合金薄带相变和形状记忆行为的影响

用甩带法制备了Ti-50Ni形状记忆合金薄带,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、示差扫描量热仪和弯曲试验研究了Ti-50Ni合金薄带的相组成、显微组织、相变行为和形状记忆效应。结果表明,铸态和400~600℃退火态Ti-50Ni合金薄带的显微组织形态呈树枝状,由马氏体相B19＇和母相B2组成,加热/冷却过程中发生A→R→M/M→R→A（A-母相,R-R相,M-马氏体）二阶可逆相变。随退火温度升高,Ti-50Ni合金薄带的相组成和显微组织形态变化不大;马氏体逆相变温度TA、R正相变温度TR、R逆相变温度T（Rr）和马氏体相变热滞ΔTM升高,马氏体正相变温度TM下降,R相变热滞ΔTR缓慢降低;M逆相变峰向高温移动,逐渐与R逆相变峰合并。铸态和退火态Ti-50Ni合金薄带皆具有良好的形状记忆效应。

Ti-50Ni激冷合金薄带的组织、相变和形状记忆行为

用熔体激冷法制备了Ti-50Ni合金薄带,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、示差扫描量热仪和弯曲试验研究了Ti-50Ni激冷合金薄带的显微组织、相组成、相变和形状记忆行为。结果表明,铸态和退火态Ti-50Ni激冷合金薄带都具有良好的形状记忆效应,其显微组织呈树枝状,由马氏体和母相组成,冷却时都发生A→R→M二阶段相变,加热时铸态和400~500℃退火态激冷合金薄带发生M→R→A二阶段相变,550~600℃退火态则发生M→A一阶段相变。随退火温度升高,马氏体逆相变温度T_A、R正相变温度T_R、R逆相变温度T_(Rr)和马氏体相变热滞△T_M升高,马氏体正相变温度T_M和R相变热滞△T_R降低。

退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相变行为对比

用X射线衍射仪和示差扫描热分析仪对比研究了350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-50Ni形状记忆合金丝的相变行为。结果表明,退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-50Ni合金丝室温组成相皆为单斜结构的马氏体B19′;随退火温度升高,Ti-50Ni形状记忆合金丝的冷却/加热相变类型由B2→R→B19′/B19′→B2型向B2→B19′/B19′→B2型转变(B2,CsCl型结构;R,凌方结构;B19′,单斜结构),马氏体逆相变温度在72~80℃之间变化,相变热滞在41~33℃之间变化;Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝的冷却/加热相变类型始终保持B2→B19′/B19′→B2型,马氏体逆相变温度在46~65℃之间变化,相变热滞在22~24℃之间波动。与Ti-50Ni形状记忆合金丝相比,Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝的相变类型稳定,相变温度低,相变热滞窄。拥有较窄相变热滞的Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金可用于制作温敏动作器。

退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝显微组织和拉伸性能对比

用X射线衍射仪、光学显微镜和拉伸试验等研究了退火温度(Ta)对Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相组成、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝室温组成相均为单斜结构的马氏体B19′和CsCl型结构的母相B2。350~550℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝皆处于回复阶段,组织呈现纤维状,600~700℃退火态合金丝处于晶粒长大阶段,组织呈等轴状;两种合金的再结晶温度均在550~600℃之间。Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝的抗拉强度(Rm)和马氏体再取向平台长度(LM)相近,Ti-50Ni合金丝的马氏体再取向应力(σM)和伸长率(A)大于Ti-45Ni-5Cu合金丝。随Ta升高,两种合金丝的Rm和LM下降,A升高,σM先下降后上升,Ti-50Ni合金丝σM的最小值102.8 MPa在450~500℃退火态合金丝中取得,Ti-45Ni-5Cu合金丝σM的最小值63.3 MPa在400℃退火态合金丝中取得。