熱處理工藝對(duì)Ti-Ni合金相變及形狀記憶行為的影響

熱處理金相

Ti-Ni合金具有良好的形狀記憶效應(yīng)(SME)。為了獲取SME，對(duì)近等原子比Ti-Ni合金，可采用中溫退火處理或固溶＋低溫退火處理；對(duì)富Ni合金，除上述處理方法外還可采用時(shí)效處理。同一合金按不同工藝處理后的相變及形狀記憶行為的對(duì)比研究尚未見報(bào)道。本文以Ti-50.2Ni合金為對(duì)象，旨在系統(tǒng)研究熱處理工藝因素對(duì)Ti-Ni合金相變及形狀記憶行為的影響，為優(yōu)化形狀記憶處理工藝提供依據(jù)�！　�1試驗(yàn)方法
# [7 j  e% a/ H. `% g7 C" W$ X/ u% g( S; j　　以純度為99.9%的電解鎳和99.7%的海綿鈦為原料，用真空中頻感應(yīng)爐熔煉了Ti-50.2Ni(原子百分?jǐn)?shù))合金。合金鑄錠經(jīng)旋鍛、拉拔等多道工序制成直徑分別為1mm和3mm的絲。試樣分別經(jīng)中溫(673～823K)退火和固溶(1113K)加低溫(533K)退火處理，冷卻方式采用水冷或空冷。相變溫度、相變熱等用Perkin Elmer DSC 7型示差掃描熱分析儀(DSC)測(cè)量，加熱冷卻速率為10K／min，溫度范圍233K～423K。顯微組織在S-2700掃描電鏡上觀察。腐蝕劑為HF∶HNO3∶H2O＝1∶4∶5。SME用彎曲法和拉伸法測(cè)試。彎曲法的彎曲半徑為10mm。拉伸試驗(yàn)在Instron1195型電子拉伸機(jī)上進(jìn)行，應(yīng)變速率為3×10-3，試樣尺寸φ1mm×140mm，標(biāo)距60mm。
9 k4 Q$ V. g# [　　2試驗(yàn)結(jié)果
; e/ k) _: C0 z6 m  |% a" S8 S　　2.1加工狀態(tài)對(duì)相變和SME的影響
　　Ti-50.2Ni合金在冷加工、693K中溫退火及1113K固溶＋533K低溫退火狀態(tài)下，加熱冷卻時(shí)的熱分析DSC曲線如圖1所示，其中R、M和P分別代表R相、馬氏體和母相。由圖1可見，在冷加工和中溫退火狀態(tài)下，Ti-Ni合金加熱冷卻時(shí)的相變類型皆為，經(jīng)固溶＋低溫退火后的相變類型為PM。3種加工狀態(tài)相比，中溫退火后Ti-Ni合金的相變峰最尖銳，相變熱(峰面積)最大。