柱状晶Cu70.8Al18.6Mn10.6形状记忆合金在热压缩中的动态再结晶行为

摘要

为了研究高性能柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金的高温大变形加工能力,采用Gleeble 3500热模拟试验机,在变形温度700～850°C和应变速率0.01～10 s-1条件下,对柱状晶Cu70.8Al18.6Mn10.6形状记忆合金进行热压缩变形,分析合金的动态再结晶行为.结果表明:随着变形温度升高和应变速率的增大,合金逐渐在晶界处以晶界弓弯的形核开始机制发生动态再结晶,且动态再结晶晶粒个数和尺寸不断增加.根据Zener-Hollomon参数分析可得,合金的热变形激活能为Q=113.55 KJ/mol.当应变速率因子ln Z<8时,合金发生动态再结晶;当8≤ln Z≤16.34时,合金可能发生或不发生动态再结晶;当ln Z>16.34时,合金不发生动态再结晶.结合合金的热加工图得到其热加工最佳工艺参数:变形温度和应变速率区间分别为725～825°C和0.08～1 s-1.对比分析高温轧制前后合金组织和性能发现,合金在820°C轧制变形75％后不发生动态再结晶,且轧后合金在室温下仍具有8％左右的超弹性应变,同时马氏体相变开始应力和峰值应力均提高2倍多.因此,合金在稍低于动态再结晶温度下进行大变形加工后,不仅可以提高合金的强度,而且还可以较好地保留铸态合金的优异记忆性能.