Ti-Ni-Cu合金薄带的微观变形机制

摘要

本文采用透射电子显微分析、X射线衍射分析、示差扫描量热分析、室温拉伸试验等方法系统研究了 Ti-Ni-Cu合金薄带的马氏体相变行为、力学行为和薄带在B19马氏体状态下变形的组织结构演化，阐明了B19马氏体的微观变形机制。
　　研究发现，Ti-Ni-Cu合金和薄带在冷却及加热过程中仅发生B2-B19单步马氏体相变。Cu含量在15-25at.％之间时，其相变顺序不发生变化，但相变温度滞后随Cu含量的增加而减小。
　　试验结果表明，Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带经500℃退火处理1h后其显微组织主要为板条状B19马氏体。随着退火温度的升高，Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的相变温度升高，而相变温度滞后则略有下降。当退火温度为500℃时，Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的相变温度随退火时间的延长而升高，但相变温度滞后无明显变化。
　　研究表明，未退火处理的Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带不同表面的组织结构及相结构有一定的差别。其中接辊面的相结构均为B19马氏体相；自由面除了B19马氏体相外，还存在B2相。透射电镜观察表明，Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带经500℃退火处理1h后，B19马氏体板条间呈(011)复合孪晶关系。在大多数晶粒中，(011)马氏体板条处于近乎垂直的两个方向上，少数较小的晶粒内，马氏体板条呈“单变体对”形貌。在马氏体板条内部，可观察到球状Ti2Ni粒子和片状GP区将板条分隔成直径为60nm的胞状结构。当退火温度升高至700℃，GP区消失，仅有 Ti2Ni粒子析出。
　　拉伸试验表明，随退火温度的升高，Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的屈服强度增大，杨氏模量先减小后增大；随退火时间的增加，薄带的屈服强度和杨氏模量均逐渐减小。
　　Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带变形2%时主要是(011)B19复合孪晶马氏体发生再取向，大多数晶粒中马氏体板条转变为单一取向。薄带变形5%时，同一取向内的B19马氏体板条之间发生进一步再取向，薄带中B19马氏体逐渐向单变体转变，同时在一些晶粒内发现大量的B19′马氏体为(1?1?1)Ⅰ型孪晶，表明变形时还发生了应力诱发B19-B19′马氏体相变。

目录

Ti -Ni -Cu 合金薄带的微观变形机制

MICRO-DEFORMATION MECHANISM OF Ti-Ni-Cu ALLOY RIBBONS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 形状记忆合金的研究进展

1.2 Ti-Ni形状记忆合金

1.3 Ti-Ni-Cu合金体材料的研究概况

1.4 Ti-Ni-Cu合金薄膜和薄带的相变特征

1.5 Ti-Ni-Cu合金薄膜和薄带的显微组织

1.6 Ti-Ni-Cu薄膜和薄带的形状记忆性能

1.7选题意义和研究内容

第2章 试验材料及方法

2.1 材料制备及热处理

2.2 相变温度测试

2.3力学性能测试

2.4组织结构分析

第3章Ti-Ni-Cu合金薄带的相变行为

3.1 引言

3.2 Ti-Ni-Cu合金的马氏体相变

3.3 退火处理对Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带马氏体相变的影响

3.4 本章小结

第4章 Ti-Ni-Cu合金薄带的组织结构和力学行为

4.1 引言

4.2 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带退火处理前的组织结构

4.3 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的退火态组织结构

4.4 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的力学行为

4.5 本章小结

第5章B19马氏体的微观变形机制

5.1 引言

5.2 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带变形2%时的微观组织

5.3 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带变形5%后的微观组织

5.4 Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带中B19马氏体的微观变形机制

5.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢