馬氏體鎳鈦形狀記憶合金包套壓縮塑性變形機理.pdf

1、鎳鈦形狀記憶合金因為具有優(yōu)良的綜合力學性能、形狀記憶效應(yīng)、超彈性、耐腐蝕性能以及良好的生物相容性，而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學、航空和航天工程領(lǐng)域。塑性變形對鎳鈦基形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)和超彈性等力學性能具有重要的影響。通過在一定溫度條件下的大塑性變形，可以實現(xiàn)鎳鈦形狀記憶合金的非晶化，非晶相經(jīng)過適當?shù)臒崽幚砭Щ梢孕纬杉{米晶相。與粗晶鎳鈦形狀記憶合金相比，納米晶鎳鈦形狀記憶合金具有更加優(yōu)良的力學性能、超彈性、耐腐蝕性能和生物相容性。因此，開

2、展鎳鈦形狀記憶合金大塑性變形技術(shù)具有重要的科學意義和工程價值。
　　本論文以等原子比鎳鈦(Ni50Ti50)形狀記憶合金和 Ni50-x/2Ti50-x/2Nbx系合金(其中x=2,4,6)為研究對象，對其顯微結(jié)構(gòu)進行了表征。分析結(jié)果表明，Ni50Ti50形狀記憶合金經(jīng)850℃保溫2h,淬入液氮后，Ni50Ti50形狀記憶合金為馬氏體結(jié)構(gòu)，其中含有大量馬氏體孿晶，孿晶類型為Ⅰ型孿晶，并且伴有二次孿晶發(fā)生。Ni50-x/2Ti50-

3、x/2Nbx系合金的淬火結(jié)果表明，其相結(jié)構(gòu)因Nb的含量而不同，主要包括奧氏體B2相、馬氏體B19'相、Ti2Ni相和β-Nb相。
　　以固溶處理Ni50Ti50形狀記憶合金為研究對象，建立了馬氏體鎳鈦形狀記憶合金局部包套壓縮的宏觀有限元模型，對鎳鈦形狀記憶合金的局部包套壓縮進行了模擬，獲得了鎳鈦形狀記憶合金的局部包套壓縮的速度場、應(yīng)力場、應(yīng)變場和載荷變化，為揭示鎳鈦形狀記憶合金的局部包套壓縮塑性變形金屬流動的基本規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。<

4、br>　　對固溶處理的鎳鈦形狀記憶合金進行了局部包套壓縮實驗。實驗結(jié)果表明，鎳鈦形狀記憶合金遭受50％局部包套壓縮時，可以觀察到納米晶相和非晶相的發(fā)生，而且鎳鈦形狀記憶合金局部包套壓縮時，存在不均勻塑性變形。隨著塑性變形程度的增加，鎳鈦形狀記憶合金的非晶化越來越顯著。另外，可以觀察到變形孿晶，而且該孿晶屬于復(fù)合孿晶。
　　對固溶處理的鎳鈦形狀記憶合金進行75%壓縮變形，使其發(fā)生非晶化。然后將非晶化的鎳鈦形狀記憶合金分別在300℃、