选区激光熔化NiTi形状记忆合金成形与热处理

摘要

增材制造以灵活的结构设计与制造手段为NiTi形状记忆合金提供了更多可能的应用,然而激光增材成形制造完全致密的NiTi复杂结构构件仍存在挑战。研究激光扫描速度对Ni_(50.9)Ti_(49.1)(at%)粉末成型试样致密度和组织形貌的影响规律具有重要意义。所选的400~1400mm/s工艺窗口内,试样致密度均大于99%。但当扫描速度大于600mm/s时底部会产生裂纹。优选打印速度400mm/s的拉伸实验结果表明:沉积态试样和热处理试样平均抗拉强度分别为675MPa和782MPa,最大延伸率分别为19.7%和和17.95%,即500℃退火热处理后试样抗拉强度提升,但延伸率下降。沉积态和热处理态试样断裂机制为脆性与塑性断裂共同作用的准解理断裂机制。通过DSC实验测得热处理后试样的马氏体相变和逆相变起始温度M_(s)和A_(s)分别为35.8℃、10.0℃。温度介于二者之间时,合金由奥氏体、马氏体两相组成,EBSD结果表明20℃室温下试样主要由B19'马氏体构成。