CuZnAl（Dy、Gd）形状记忆合金组织及性能研究

摘要

本文采用铸造方法制备CuZnAl(D y、Gd)形状记忆合金，通过光学显微组织观察、扫描电子显微分析、x射线衍射分析、DSC测量相变温度、形状记忆回复率测定、化学浸泡腐蚀试验、动电位极化试验等方法较为系统研究了合金的微观组织结构、相变行为、形状记忆效应和耐腐蚀性能，揭示了稀土元素Dy和Gd对CuZnAl合金组织和性能的影响规律和机理。 研究表明，稀土元素Dy和Gd在合金中形成细小弥撒的球状富稀土相，有效细化合金铸态显微组织，并在固溶处理过程中抑制晶粒长大。合金中稀土含量达0.08wt.％以后，铸态晶粒尺寸由原来的0.52mm降到0.30mm以下，合金断裂方式由脆性断裂转变为延性断裂。稀土元素提高合金的相变温度，改善合金的记忆性能。随稀土含量增多，合金形状记忆回复率提高，Dy含量在0.08wt．％左右、Gd含量在0.08～0.1 2wt.％之间时回复率最高。CuZnAl(Dy，Gd)合金在NaCl和NaOH溶液中主要发生均匀腐蚀，抗化学腐蚀性能明显提高。电化学腐蚀测试中，Dy和Gd提高合金在NaCl溶液中的开路电位，腐蚀电流密度降低10倍左右。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1形状记忆合金发展概述

1.1.1形状记忆合金的种类

1.1.2形状记忆合金的应用

1.2铜基记忆合金的相变与形状记忆效应

1.2.1铜基记忆合金的晶体结构

1.2.2 Cu-Zn-Al记忆合金的相变

1.2.3 Cu-Zn-Al记忆合金的记忆效应

1.2.4形状记忆合金的超弹性

1.3稀土元素在Cu基记忆合金中的应用

1.4形状记忆合金的腐蚀

1.5课题的提出及研究内容

2材料及试验方法

2.1试验材料与合金成分

2.1.1合金成分

2.1.2试验材料

2.2合金熔炼

2.2.1熔炼过程

2.2.3浇注条件

2.3合金热处理

2.4组织结构分析

2.4.1金相显微分析

2.4.2扫描电镜分析

2.4.3 X射线物相分析

2.5相变温度测量

2.6性能测试

2.6.1形状记忆回复率

2.6.2腐蚀性能

2.6.3拉伸试验

3 CuZnAl(Dy，Gd)合金的显微组织与分析

3.1铸态组织观察与分析

3.1.1金相组织观察

3.1.2扫描电镜分析

3.2固溶态组织观察与分析

3.2.1显微组织分析

3.2.2扫描电镜分析

3.2.3 XRD物相分析

3.3稀土细化组织的机理

3.4本章小结

4 CuZnAl(Dy，Gd)合金的相变行为与形状记忆效应

4.1 CuZnAl(Dy，Gd)合金的相变行为

4.1.1稀土对合金相变温度的影响

4.1.2冷却介质温度对合金相变行为的影响

4.2 CuZnAl(Dy，Gd)合金的形状记忆效应

4.2.1形状记忆回复率测试装置与过程

4.2.2 CuZnAl(Dy，Gd)合金的形状记忆回复率

4.2.3反复变形对合金记忆效应的影响

4.2.4自然时效对合金形状记忆效应的影响

4.3本章小结

5 CuZnAl(RE)合金的腐蚀性能研究

5.1合金的化学腐蚀性能

5.1.1化学浸泡试验

5.1.2化学腐蚀形貌

5.2合金的电化学腐蚀性能分析

5.2.1开路电位(OCP)

5.2.2阳极极化曲线

5.2.3腐蚀形貌

5.3本章小结

6 CuZnAl(Dy，Gd)合金的力学性能

6.1室温拉伸试验

6.2拉伸断口分析

6.3本章小结

7结论

攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢

参考文献