压缩/拉伸载荷对NiTi形状记忆合金恢复应变的影响

摘要

压缩变形、拉伸变形是NiTi记忆合金元件形状记忆处理的主要变形方式。目前，国内外大量的研究工作集中在合金成分、加工状态等对相变和组织的影响，以及拉伸载荷下合金变形行为和恢复应变的研究。而有关NiTi记忆合金压缩变形行为研究的文章未见报导。研究NiTi形状记忆合金的压缩变形行为及双程记忆效应，对研制新型NiTi记忆合金驱动元件及管接头重复使用具有重要的理论和实际意义，本文利用差热分析仪(DSC)、可编程精密电阻测试仪和拉伸机，系统研究了Ti-49.7at％Ni和Ti-49.8at％Ni合金在不同压缩变形量下的恢复应变、记忆合金管状驱动元件的恢复应变，以及预变形温度和预拉伸变形量对Ti-50.8at％Ni合金丝恢复应变的影响。
　　 研究结果表明：随着压缩变形量的增加，Ti-49.7at％Ni和Ti-49.8at％Ni合金的As点升高，Ms点稍有下降，热滞增大；Ti-49.8at％Ni合金随着压缩变形量的增加，恢复应变和逆马氏体相变温度As'点逐渐降低，在8％变形量时，恢复应变为3.29％，As'为134℃；Ti-49.7at％Ni合金随着压缩变形量的增大，恢复应变先增后降，逆马氏体相变温度As'点逐渐降低，在8％变形量时，恢复应变为3.2％，As'为144℃；破断力为1.5和2.0吨缺口螺栓用Ti-49.8at％Ni记忆合金管状驱动元件加热使其自由恢复，恢复应变约为3.0％，轴向位移约为1mm，能保证实现缺口螺栓的加热分离；Ti-49.7at％Ni和Ti-50.0at％Ni合金拉伸恢复应变要高于压缩的；在-30℃～-70℃拉伸变形到10％，或-60℃变形到8％～16％，Ti-50.8at％Ni合金丝的单程记忆应变均达6％以上。在-60℃，双程记忆应变随变形量增加先逐渐增大，在14％达到最大值，随后又缓慢降低。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 形状记忆合金的发展概述

1.1.1 形状记忆合金发展概况

1.1.2 形状记忆合金应用概况

1.2 形状记忆效应

1.2.1 形状记忆效应的种类

1.2.2 热弹性马氏体相变

1.2.3 热弹性马氏体相变的热力学基础

1.3 应力诱发马氏体相变及伪弹性

1.4 形状记忆效应的微结构

1.4.1 形状记忆基本原理

1.4.2 形状记忆效应的微结构变化过程

1.5 TiNi形状记忆合金

1.5.1 TiNi合金的微观结构

1.5.2 TiNi合金的相变温度

1.5.3 TiNi合金的恢复应变

1.6 TiNi形状记忆合金的应用

1.7 选题目的和研究内容

第2章 实验材料、样品及实验方法

2.1 实验材料

2.2 样品制备

2.2.1 测相变温度样品

2.2.2 压缩-恢复样品

2.2.3 拉伸样品

2.3 实验装置

2.4 实验方法

2.4.1 相变温度测定

2.4.2 压缩-恢复实验

2.4.3 拉伸-恢复实验

第3章 NiTi合金的压缩恢复应变

3.1 合金的相变温度

3.1.1 变形量对记忆合金相变温度的影响

3.1.2 变形量对记忆合金热滞的影响

3.2 压缩恢复应变

3.2.1 压缩应力-应变曲线

3.2.2 变形量对记忆合金恢复应变的影响

3.3 驱动元件恢复应变

3.4 本章小结

第4章 NiTi合金的拉伸恢复应变

4.1 室温下拉伸的应力-应变曲线

4.2 记忆合金室温下压缩与拉伸的应力-应变曲线的比较

4.3 合金丝的拉伸恢复应变

4.3.1 相变温度

4.3.2 变形温度对TiNi合金丝的恢复应变的影响

4.3.3 预应变对TiNi合金丝恢复应变的影响

4.4 本章小结

第5章 结 论

参考文献

致谢