形变对Ti-Ni-Hf高温记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响

采用微分扫描式量热法(DSC)、拉伸试验和弯曲试验研究了形变对Ti36Ni49Hf15 高温形状记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响。结果表明,形变不影响合金的相变顺序。在马氏体状态下变形时,随形变量的增加,Ti36Ni49Hf15合金的马氏体相变温度略有下降,逆马氏体相变温度上升。当形变量一定时,合金在马氏体状态下不同温度变形,对合金的相变温度没有显著影响。Ti36Ni49Hf15 高温记忆合金在马氏体状态下直接变形可以产生双程形状记忆效应,其双程可逆应变量随形变量的增加而增加。在随后的热循环过程中,合金的双程形状记忆效应在最初的几次循环过程中迅速下降,而后随循环次数的增加趋于稳定。

Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的研究进展

Ti-Ni-Hf记忆合金因具有高相变温度、相对低廉的价格和高输出功等诸多优点而成为最具潜力的高温形状记忆合金之一。然而,Ti-Ni-Hf记忆合金基体强度低,变形过程中易优先发生塑性变形,从而使其可实现的可恢复应变远低于理论值。目前改善应变恢复特性的措施主要包括:热机械处理(冷轧+退火)、合金化、时效处理、制备单晶合金等。研究表明,Ti-Ni-Hf合金的应变恢复特性与微观组织结构密切相关。本文主要阐述了Ti-Ni-Hf记忆合金在近年来的最新研究进展,包含微观组织结构的演化规律、马氏体相变行为以及力学性能和应变恢复特性,并基于前期研究成果建立了微观组织结构-马氏体相变-力学与应变恢复特性的关联特性。当前,Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金冷、热加工性能差是其广泛应用的瓶颈。因此,Ti-Ni-Hf高温记忆合金的粉末冶金和增材制造可能是未来研究的热点与重点。

TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

综述了Ti-Ni基高温形状记忆合金中的马氏体相变和形状记忆效应最近研究进展。Ti-Ni基高温形状记忆合金主要包括用Ti-Ni-Pd,Ti-Ni-Pt,Ti-Ni-Zr和Ti-Ni-Hf等。对Ti-Ni基高温形状记忆合金体材料、薄带和薄膜中的马氏体相变、组织结构、形状记忆效应以及超弹性性能等进行了评述和归纳。值得注意的是,通过适当的时效处理可调节相变温度,显著改善Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的开头记忆效应和超弹性性能,其主要原因在于时效的Ti-Ni-Hf合金中析出纳米级析出相导致基体强度升高。采取适当的制备和加工方法,提高合金的马氏体相变温度,改善合金的开头记忆效应,是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。

形状记忆合金Ti_(44)Ni_(47)Nb_9的抗高温氧化性能

采用恒温氧化法,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,研究了Ti44Ni47Nb9形状记忆合金(SMA)的抗高温氧化性能.结果表明,Ti44Ni47Nb9合金在450℃下轻微氧化;600-800℃高温下氧化增重曲线符合抛物线规律,氧化膜外层主要是金红石型TiO2,中间为富Nb层,内层为富Ni的Ni3Ti层.研究表明,Ti44Ni47Nb9合金中的Nb元素减少了TiO2中的氧空位,形成的富Nb阻挡层,能有效地抑制Ti元素的外扩散,同时也阻挡了氧的内扩散,降低了氧的固溶度,从而抑制了Ni3Ti层中Ni元素的进一步氧化,提高了合金的抗高温氧化性能.

NiTiHf高温形状记忆合金的相变行为和形状记忆效应

采用透射电镜、X射线衍射仪和示差热分析仪系统分析了Ni49Ti36Hf15合金的相变行为及其形状记忆效应。结果表明,Ni49Ti36Hf15合金的热马氏体变体间构成典型的自协作组态,主要呈矛头状、镶嵌块状和楔状3种形态,亚结构主要为(001)复合孪晶。随着热循环次数的增加,相变温度降低,经50次热循环后,相变温度随热循环次数增加变化趋势不明显。固溶处理Ni49Ti36Hf15合金在20～184℃范围内弯曲变形时,呈现良好的形状记忆效应,其最大可恢复应变可达3%。形状恢复率随着弯曲变形温度的增加而下降,当弯曲变形温度大于317℃时,形状恢复率下降为0。

自蔓延高温合成Ti-Ni-Nb形状记忆合金的产物组织

采用自蔓延高温合成 (SHS)技术 ,进行 Ti- Ni- Nb形状记忆合金 (SMA)的燃烧合成试验。研究了粉末粒度、纯度和加热温度对热爆燃烧合成的产物组织的影响。结果表明 :纯度高的粉末 ,粒度细的铌粉和粒度适中的钛粉 ,有利于获得密度高和 (Ti,Nb) 2 Ni等杂相少的产物 ;当温度尚未达到热爆温度时 ,只能发生常规反应烧结 ;当达到热爆温度时 ,热爆的产物内存在着基体相 (Ti,Nb) Ni,杂相 (Ti,Nb) 2 Ni和由 β- Nb(Ti,Ni)与基体 (Ti,Nb) Ni形成的共晶相 ;在较高的热爆温度下 ,共晶相基本消失 。

高温形状记忆合金研究进展

本文以ＴｉＮｉ基、ＮｉＡｌ基、Ｃｕ基以及ＴｉＰｄ基高温形状记忆合金为主，简要综述了高温形状记忆合金的研究现状及其发展前景。

高温形状记忆合金的研究进展

介绍了高温形状记忆合金马氏体转变温度的影响因素及其在使用过程中对性能的要求,并综述了钛镍钯/铂、镍钛锆/铪、镍锰镓等几种主要高温形状记忆合金的研究进展,最后对今后的研究方向进行了展望。

高温接触条件下形状记忆合金阻燃面料的隔热性能

热防护服对于保护消防员与应急救援人员的健康和人生安全起到至关重要的作用。文章在热防护服的防水透气层与隔热层之间设置若干对环境温度变化反应较为灵敏的感温驱动组件——形状记忆合金弹簧,研制具有动态结构的新型热防护服面料。通过高温接触实验,表征各层面料的温度变化,从而评价不同排列方式的形状记忆合金弹簧对面料隔热性能的影响。研究表明,形状记忆合金弹簧可以显著降低传递至人体的热量,弹簧的排列方式对其热传递也具有一定的影响。此研究结果为开发性能优越的形状记忆热防护服提供科学依据。

NiTiHf高温形状记忆合金研究进展

介绍了NiTiHf高温形状记忆合金的研究状况 ,重点评述了NiTiHf合金的设计以及Hf的添加和热处理对合金的相变、力学行为和形状记忆效应的影响 。

TiNiPd高温形状记忆合金相变温度与相变滞后的研究

回顾了在 Ti Ni二元系合金基础上发展起来的 Ti Ni-X三元系高温形状记忆合金及 Ni Al系高温形状记忆合金。重点研究了 Ti Ni Pd系合金成分、相变温度和相变滞后的关系。结果表明 :当 Pd的原子百分数大于3 3 %,相变点的增加尤为显著 ,Pd的原子百分数提高 1 %,将导致合金的相变温度升高 2 0℃ ,当 Pd的原子百分数为 4 0 %时 ,Ms点可达 3 79.8℃。温度滞后ΔT随 Pd含量的增加基本不变 ,只是在 Pd原子百分数达到4 0 %时ΔT略有增加。相变热ΔH随 Pd含量增大呈线性增加 。

NiAl高温形状记忆合金的组分分析

采用提拉法无污染磁悬浮冷坩埚技术生长出NiAl合金 ,具有马氏体结构 .NiAl合金的组分对其结构和相变温度有着重要的影响 ,然而其组分分析受Ni、Al难以分离的困挠 .针对这一现状 ,对络合置换法、沉淀滴定法与电子探针 (EPMA)仪器分析法进行了比较 .综合分析表明 ,络合置换化学分析法对NiAl基合金的组分分析是一种简便。

自蔓延高温合成多孔Ti_(50)Ni_(49)Mo_1形状记忆合金

多孔TiNi基形状记忆合金作为新兴的生物医用材料因为兼具整体多孔结构和形状记忆合金两者的优点而引起了人们的关注。本文采用纯钛、镍和钼粉利用自蔓延高温合成工艺制备了多孔Ti50Ni49Mo1(原子百分数)合金。研究表明非稳态燃烧模式合成的多孔合金呈现出不均匀的层状孔隙结构特点,而稳态燃烧模式合成的合金具有三维连通的网状孔隙结构,孔隙分布均匀,孔隙度为60.2%,平均孔隙尺寸为420μm。室温下TiNi(奥氏体)是主要相,而Ti2Ni和TiNi3是次要相。

高温形状记忆合金的研究进展

本文综述了近年来有关高温形状记忆合金的最新研究进展。重点介绍了ＣｕＡｌＮｉ基，ＮｉＴｉ基及ＮｉＡｌ基三大系列高温形状记忆合金。概括了有关合金的设计，马氏体相变及形状记忆效应，显微结构特征，合金相稳定性及热处理效应，材料制备及生产加工工艺及性能等。

50Ti-50Pd高温形状记忆合金研究

研究了 5 0Ti- 5 0Pd合金的马氏体相变、显微组织和形状记忆效应。结果表明 :实验合金马氏体相变热滞小 ,呈热弹性 ,室温相为B1 9斜方结构 ;固溶处理 5 0Ti - 5 0Pd合金试样的记忆效应随起始恢复温度的升高而增大 。

高温铜基形状记忆合金的研究

本文概述了高温铜基形状记忆合金的最新研究进展。重点介绍了CuAlNi系合金 ,以及Cu - 11 9Al -2 5Mn(质量百分比 )合金母相时效效应与热循环特性的研究。

Ti_(50+x)Pd_(30)Ni_(20-x)高温形状记忆合金的弹性行为

制备了三种 Ｔｉ５０＋ｘＰｄ３０Ｎｉ２０－ｘ高温形状记忆合金，使用热分析测试了合金的相变温度发现当 Ｔｉ的原子分数偏离５０％时，合金的相变温度随 Ｔｉ成分的升高而降低，并对这种合金的力学性能进行了测试．合金在奥氏体转变结束温度以上变形仍具有形状记忆效应，应力诱发的马氏体在应力去除后不能恢复到奥氏体研究了这种合金在不同的重复加载条件下的弹性行为，实验表明，弹性回线的形状特征与加载历程有关在奥氏体转变结束温度附近加载可以获得完全的线性伪弹性；而对于处于稳定单相的试样。

TiNiHfCu高温形状记忆合金的马氏体相变研究

通过差热扫描分析、X射线衍射和透射电镜等方法研究了Cu的添加对Ti36Ni49-xHf15Cux(x=1,3,5,8)合金马氏体相变行为的影响.研究表明:Cu的加入可稍降低合金的相变温度(约15℃),但其Ms仍高于150℃,可作为高温形状记忆合金使用;随着Cu含量的升高,合金的B19′马氏体晶格常数a、b和c不发生明显变化,但单斜角β逐渐降低;Ti36Ni49-xHf15Cux(x=1,3,5,8)合金的相组成为B19′单斜马氏体和(Ti,Hf,Cu)2Ni相,马氏体的亚结构为(001)复合孪晶.

Ni_(55)Ti_(45)形状记忆合金高温变形特性及机制

采用Gleeble-3500热模拟试验机对锻态Ni_(55)Ti_(45)合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究了该合金在变形温度为650~850℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)范围内的高温变形特性,并分析其变形机制。结果表明,应力-应变曲线呈"应变软化"型,热变形激活能为317.304 k J/mol,根据双曲正弦函数建立了峰值流变应力本构方程。微观组织观察表明,在650℃、1 s^(-1)和700℃、1 s^(-1)时发生了局部塑性流动的失稳变形,主要由变形热效应导致。高温、低应变速率利于动态再结晶的发生,但动态再结晶晶粒尺寸更大。动态再结晶形核机制以晶界弓出机制为主,同时伴随有少量的PSN机制。

NiTi形状记忆合金高温变形神经网络研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行热变形压缩试验,获得了NiTi形状记忆合金在不同应变速率和温度下的真应力-真应变实验数据及微观组织,根据实验数据基于BP神经网络建立模型对NiTi合金的高温变形进行预测。结果表明:随着应变速率的增加,TiNi合金的软化特性变得明显,模型的预测值与试验值误差较小,且预测精度和可靠度高。