锻态Ni60Ti合金普通时效处理中的氧化行为研究开题报告.doc

毕业设计开题报告 题目：锻态Ni60Ti合金普通时效处理中的氧化行为研究 专业名称: 材料成型及控制工程 班级学号:学生姓名: 姜钰荣 指导老师: 鲁世强 填表日期 2014 年 4 月 6 日 一 选题的依据、意义及目的： 1 二 国内外研究概况及发展趋势 1 2.1 国内外NiTi合金的研究概况 1 2.2 国内外TiNi合金的发展趋势 2 2.3 NiTi合金氧化行为研究现状 3 三 研究内容及研究方案 4 3.1研究内容 4 3.2研究方案 5 四、目标、主要特色及工作进度 5 4.1目标 5 4.2主要特色 5 4.3工作进度 5 参考文献 5 1 选题的依据、意义及目的： 形状记忆合金 Shape Memory Alloy,SMA 是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应 Shape Memory Effect,SME 。形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用[1]。 NiTi形状记忆合金是目前所有形状记忆合金中应用最早，研究最充分，性能最可靠的一种形状记忆合金，已被广泛地应用于航空航天、机械制造、建筑等工程领域和医学领域[2-5]。随着NiTi合金（以下统指NiTi形状记忆合金）在各个领域的应用不断扩展,人们也迫切地希望深入地了解其更为详细的特点和性能。 然而，由于其应用正变得普遍，更需要知道关于它在高温环境中的氧化行为对材料力学性能的影响，在前人对NiTi合金所进行的各项研究中，关于NiTi形状记忆合金氧化行为方向的研究还不是很多。Ni60Ti合金氧化行为的数据很少,Ni60Ti合金的氧化机制也不能很好地理解。 加热工艺参数对实际生产提供理论预测指导，因此我们更需要知道锻态Ni60Ti合金在不同加热温度下的氧化行为。如今NiTi合金已广泛用于航空航天、核能海洋工程等领域的关键零部件中，所以去了解NiTi合金的氧化行为是很有意义的，例如NiTi合金氧化层的成分对其抗氧化性的影响等。 本课题将通过对锻态Ni60Ti合金进行普通时效处理来研究其氧化行为，一方面分析加热工艺参数对合金氧化层厚度和重量变化的影响规律以及氧化层相的组成成分，另一方面分析加热工艺参数对基体组织晶粒尺寸以及硬度变化的影响规律。希望通过本课题的研究能进一步了解锻态Ni60Ti合金的高温氧化行为，所得分析结果能对其实际生产提供理论依据与指导。 2 国内外研究概况及发展趋势 2.1国内外NiTi合金的研究概况 在金属中发现形状记忆效应最早可追溯到20世纪30年代。1938年,美国的Greningerh和Mooradian在Cu-Zn合金中发现了马氏体的热弹性转变。随后,前苏联的Kurdiumov对这种现象进行了研究。1951年,Chang和Read在Au-47.5at%Cd合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化而发生迁动。这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。数年后,Burkhart在In-Ti合金中观察到同样的现象。然而在当时,这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。直到1963年,美国海军武器实验室的Buehler等人发现等原子比的Ti-Ni合金具有优良的形状记忆功能,并成功研制出具有实用价值的形状记忆合金“Niti-nol”以后,才引起了人们的广泛兴趣,对形状记忆合金的研究从此进入了一个新的阶段[7]。 1969年,Raychem公司首次将Ni-Ti合金制成管接头应用于美国F14战斗机上;1970年,美国将TiNi记忆合金丝制成宇宙飞船用天线。这些应用大大激励了国际上对形状记忆合金的研究与开发。20世纪70年代,相继开发出了Ni-Ti基、Cu-Al-Ni基和Cu-Zn-Al基形状记忆合金;80年代开发出了Fe-Mn-Si基、不锈钢基等铁基形状记忆合金,由于其成本低廉、加工简便而引起材料工作者的极大兴趣。从20世纪90年代至今,高温形状记忆合金、宽滞后记忆合金以及记忆合金薄膜等已成为研究热点[8]。 从SMA的发现至今已有四十余年历史,美国、日本等国家对SMA的研究和应用开发已较为成熟,同时也较早地实现了SMA的产业化。我国从1977年开始Ti-Ni合金研究,已有20多年的历史。研究单位包括哈尔滨工业大学、北京有色金属研究总院、上海钢研所、天津冶金材料研究所、西北有色金属研究院、大连理工大学、华南理工大学、上海交通大学等几十个单位和院校。研究