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摘要:

TiNi形状记忆合金具有优异的功能特性和结构特性,在多种领域有着明确的目标需求。本文聚焦B2结构奥氏体富镍 TiNi合金,拟通过冷轧退火循环调控TiNi合金微观结构,以期提升合金较低的力学强度和塑性形变能力。系统考察了Ti48.9Ni50.9Zr0.2和Ti47.9Ni51.9Zr0.2合金力学性能和微观结构与冷轧形变以及再结晶退火之间的依赖关系。拉伸力学性能测试表明,冷轧退火循环可显著提升合金综合力学性能,其中Ti48.9Ni50.9Zr0.2合金6道次冷轧退火后抗拉强度从未轧制样品的550 MPa提升至1070 MPa,断后伸长率从4.9%增加至10.0%。通过EBSD、SEM和TEM微观结构观察可以发现,合金多道次冷轧退火后,形变组织和再结晶组织交替变化,合金晶粒显著细化,发生了明显的择优取向,合金织构进一步增强。析出相Ti2Ni和Ti3Ni4破碎细化,纳米级Ti3Ni4与基体间有着良好的晶格匹配性。此外,合金中出现了应力诱发的马氏体以及析出相附近大量高密度位错。合金力学性能与材料微观结构密切相关,强度和塑性提升机制可通过细晶强化、位错强化、沉淀强化和织构强化来理解。

摘要:
Cu基形状记忆合金由于晶粒粗大和弹性各向异性,呈现出较低的力学断裂强度和塑性形变能力。本文通过添加微量稀土Y元素制备了系列Cu-11.36Al-5Mn合金,并经热轧和双步轧制(热轧+冷轧)实现了对合金微观结构的调控。实验发现,CuAlMn合金由奥氏体和少量的18R马氏体组成。Y元素添加后,晶粒得到显著细化,基体中可见沿晶分布的含Y沉淀析出相以及伴生的富Al相,热轧形变后晶粒进一步细化,高密度位错和位错胞元结构出现。双步轧制退火后,位错密度持续增大并出现了高密度位错缠结,沿晶析出大量富铜 沉淀相,孪晶和马氏体条交替排列。拉伸力学性能测试表明,稀土Y元素可显著提升合金的力学性能,热轧和双步轧制后进一步提高,拉伸断裂强度从366.67 MPa (原始态)→546.99 MPa (0.4% Y )→879.25 MPa (80%热轧)→1025.25 MPa (60%热轧-60%冷轧)。断后伸长率与拉伸断裂强度具有相同的变化趋势,从原始态的3.05%提升至双步轧制形变后的8.38%。最大超弹性应变随Y元素的添加而增大,但相同应变下原始态CuAlMn具有更高的超弹性,且经历轧制形变后超弹性应变迅速下降。最后,通过微观结构的演变系统讨论了合金力学性能提升机制。