低Nb形状记忆合金组织、相变及记忆行为研究

摘要

本文采用SEM、XRD、DSC、电阻-温度测试仪及不同温度下的拉伸实验等测试技术，系统地研究了低Nb合金的Ni/Ti比例变化对其组织结构及相变特征的影响，分析了合金的力学行为、变形量对相变滞后及应变恢复率的影响，阐述了NiTiNb合金宽滞后的机理。　　研究表明，低Nb含量NiTiNb合金是由NiTi基体相、β-Nb相及氧化物相组成，并且随Ni/Ti比例的增加合金组织中的β-Nb相减少；低Nb合金中β-Nb相数量远低于Ni47Ti44Nb9合金。低Nb合金的相变过程为B2←→B19，合金的相变温度随Ni/Ti比例的增加而降低。　　对不同成分NiTiNb合金形变恢复率进行比较发现，由于β-Nb相塑性变形的不可逆性，含有β-Nb相的NiTiNb合金即使应变量只有4％其恢复率也不能达到100％，而β-Nb相极少的Ni49.6Ti45.9Nb4.5合金在应变量小于8％时形变可以完全恢复，并且在变形量小于16％时，Ni49.6Ti45.9Nb4.5合金比Ni47Ti44Nb9合金具有更好的形状记忆效应。　　经预变形后，低Nb(4.5at％)含量NiTiNb形状记忆合金具有宽相变滞后。由于形变对提高Ni49.6Ti45.9Nb4.5、Ni47Ti44Nb9两合金逆马氏体相变稳定性的效果相近，所以认为β-Nb相对NiTiNb合金宽滞后效应的贡献很小，Nb固溶于NiTi基体中从而改变合金的马氏体相变动力学特征才是NiTiNb合金相变宽滞后的主要原因。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1形状记忆合金的发展及应用

1.2马氏体相变与形状记忆效应

1.2.1热致马氏体相变

1.2.2马氏体相变晶体学

1.2.3形状记忆效应

1.2.4应力、应变诱发马氏体相变

1.2.5超弹性与伪弹性

1.3 TiNi形状记忆合金

1.3.1 TiNi合金的相变特征

1.3.2TiNi合金的力学性能

1.3.3第三元素对TiNi合金相变行为的影响

1.4 NiTiNb宽滞后形状记忆合金

1.4.1宽滞后记忆合金的工程意义

1.4.2NiTiNb宽滞后记忆合金的研究现状

1.4.3本文的研究目的及主要内容

第2章样品制备及试验方法

2.1样品的制备

2.1.1原料

2.1.2熔炼

2.1.3轧制及热处理

2.2合金微观组织结构分析

2.2.1扫描电子显微镜观察

2.2.2X射线衍射分析

2.3相变特征测定

2.3.1电阻法测相变点

2.3.2差示扫描热分析(DSC)

2.4力学性能的测量

2.4.1室温力学性能测量

2.4.2低温力学性能测量

2.5预变形后相变稳定性及形状记忆效应的测定

2.5.1合金相变稳定性的测定

2.5.2合金形状记忆效应的测定

2.6本章小结

第3章低Nb形状记忆合金组织结构及相变特征

3.1低Nb(4.5at％)含量NiTiNb合金的组织结构

3.2低Nb(4.5at％)含量NiTiNb合金的相变特征

3.3本章小结

第4章低Nb记忆合金的力学行为与形状记忆效应

4.1 N i48Ti47.5Nb4.5合金的室温力学性能及形状记忆效应

4.2低Nb记忆合金的低温力学性能及形状记忆效应

4.3本章小结

第5章低Nb(4.5at%)记忆合金的相变宽滞后效应

5.1形变对合金逆转变温度的影响

5.2形变对相变滞后及应变恢复率的影响

5.3NiTiNb合金相变宽滞后的机理

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢