TiNi、TiNiCu形状记忆合金弹簧双程记忆效应的研究

摘要

本文以TiNi、TiNiCu形状记忆合金为研究对象，着重研究了不同的时效温度、热机械训练以及冷热循环对TiNi、TiNiCu合金弹簧双程形状记忆效应的影响，从而找到TiNi、TiNiCu合金弹簧的最佳制作工艺。
　　 通过对不同时效温度、热机械训练以及冷热循环后TiNi、TiNiCu合金记忆弹簧的双程回复率的测量，得知：(1)TiNi形状记忆合金拉簧以500℃为临界值，30次热机械训练和1000次热循环的双程记忆回复率随着时效温度的增加先增大后减小。30次热机械训练后，时效温度为500℃的双程记忆回复率达到最大，最大值为80％。热循环1000次后，时效温度500℃的双程记忆回复率最大，最大值为73％；而TiNi形状记忆合金压簧以600℃为临界值，30次热机械训练后，时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大，最大值为46％，热循环1000次后，时效温度700℃的双程记忆回复率最大，最大值为37％。(2)TiNiCu形状记忆合金拉簧以600℃为临界值，30次热机械训练和1000次热循环的双程记忆回复率随着时效温度的增加先增大后减小。30次热机械训练后，时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大，最大值为90％。热循环1000次后，时效温度600℃的双程记忆回复率最大，最大值为74％。而TiNiCu形状记忆合金压簧30次热机械训练后，时效温度为600℃的双程记忆回复率达到最大，最大值为20％；热循环1000次后，时效温度600℃的双程记忆回复率最大，最大值为14％。
　　 通过D/max2500PC全自动X射线衍射仪对不同时效温度的TiNi合金进行分析，试验表明；不同时效温度的析出相也有差别，TiNi形状记忆合金在500℃时效析出Ti11Ni14相，此相的析出会提高钛镍形状记忆合金的回复率；在600℃时效析出TiNi3相，它是钛镍合金中的一个稳定的平衡相。
　　 通过JEM-2010型电子显微镜对不同时效温度处理后的TiNi形状记忆合金进行TEM分析，结果表明：随着时效温度的升高，TiNi形状记忆合金中的位错慢慢增多，尤其是500℃、600℃，出现了大量的位错塞积、网状位错线以及鱼鳞状的位错线，从而使马氏体相变为稳定，合金的记忆效应也更为突出，这也从另一个角度解释了TiNi形状记忆合金弹簧在500℃、600℃时效后双程记忆效应最好的原因。
　　 通过以上所有试验，最终找出TiNi、TiNiCu形状记忆合金弹簧的最佳制作工艺。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1形状记忆合金

1.1.1形状记忆合金发展概况

1.1.2形状记忆合金的分类

1.1.3 NiTi形状记忆合金简介

1.2 NiTi形状记忆合金的相变及形状记忆效应

1.2.1 NiTi形状记忆合金的相变

1.2.2形状记忆合金的形状记忆效应

1.2.3 NiTi形状记忆合金的形状记忆效应

1.3 Ti-Ni-Cu合金

1.3.1 Ti-Ni-Cu合金中的马氏体相变

1.3.2 TiNiCu窄滞后形状记忆合金的研究概况

1.4 TiNi形状记忆合金的应用

1.5选题意义及主要研究的内容

1.5.1选题意义

1.5.2研究的内容

第二章试验的材料及试验方法

2.1试验的研究方法和技术路线

2.2材料及试样制备

2.3材料的热处理工艺

2.4差示扫描量热(DSC)实验

2.5 双程记忆效应弹簧的制备

2.6记忆效应的训练

2.7记忆效应冷热循环试验

2.8 XRD分析

2.9 TEM观察

第三章Ti50Ni50形状记忆合金弹簧双程形状记忆效应的研究

3.1前言

3.2 TiNi形状记忆合金的相变与DSC曲线

3.2.1 TiNi形状记忆合金的相变

3.2.2 TiNi合金的DSC曲线

3.3不同时效温度对TiNi合金的双程记忆效应的影响

3.3.1不同时效温度对TiNi形状记忆合金拉簧TWSME的影响

3.3.2不同时效温度对TiNi形状记忆合金压簧TWSME的影响

3.4训练对时效处理TiNi合金弹簧形状记忆效应的影响

3.4.1训练对TiNi拉簧的双程记忆效应的影响

3.4.2训练对TiNi压簧的双程记忆效应的影响

3.5冷热循环对TiNi合金的双程记忆效应的影响

3.5.1冷热循环对TiNi形状记忆合金拉簧的TWSME的影响

3.5.2冷热循环对TiNi形状记忆合金压簧的TWSME的影响

3.6热机械训练和热循环后对TiNi合金TWSME的影响比较

3.7本章小结

第四章TiNiCu形状记忆合金弹簧双程形状记忆效应的研究

4.1前言

4.2不同时效温度对TiNiCu合金的双程记忆效应的影响

4.2.1不同时效温度对TiNiCu形状记忆合金拉簧的TWSME的影响

4.2.2不同时效温度对TiNiCu形状记忆合金压簧的TWSME的影响

4.3.1训练对TiNiCu拉簧的TWSME的影响

4.3.2训练对TiNiCu压簧的TWSME的影响

4.4冷热循环对TiNiCu合金的双程记忆效应的影响

4.4.1冷热循环对TiNiCu形状记忆合金拉簧的TWSME的影响

4.4.2冷热循环对TiNiCu形状记忆合金压簧的TWSME的影响

4.5热机械训练和热循环后对TiNiCu合金TWSME的影响比较

4.6本章小结

第五章时效处理对TiNi记忆合金的显微组织的影响

5.1前言

5.2不同时效处理温度下TiNi记忆合金的X射线衍射分析

5.3不同时效处理温度下TiNi记忆合金的TEM分析

5.3.1透射电子显微镜

5.3.2 TEM薄膜样品制备

5.3.3不同时效处理温度下TiNi记忆合金的TEM分析

5.4本章小结

第六章 结 论

参考文献

致 谢

硕士期间发表论文