中温时效对TiNiCu形状记忆合金双程记忆效应的影响.pdf

————特种合金——————————————带种铸造及有色合金2006年年会专刊 摘 要研究了中温时效400—600℃范围内，TiNiCu形状记忆合金在双程记忆训练和热循环后的双程记忆效应的变化。 研究表明，双程记忆训练时，时效温度为500℃时的双程可逆应变量最大可达4．2％，2000次热循环后，在前100次双程可 逆应变量先随循环次数增加衰减很快，随后衰减不大，时效温度为500oC在双程可逆应变量最大为2．9％。热循环前，马氏 体相变的开始温度帆、马氏体相变结束的温度慨、马氏体逆相变的开始温度A。和马氏体逆相变的结束温度A，随时效温度 的增加而增加，但在550℃以上A。和A，稍有减小；热循环后，皿和肘，以550℃为临界值，先随时效温度的增加然后减小，A。 和Af以500℃为临界值，先随时效温度的增加然后减小。同一时效下的相变温度会在热循环后发生漂移。 关键词：时效温度；形状记忆合金；双程记忆效应 形状记忆合金(SMA)是一种新型的功能材料，具束的温度；A。和A，分别指马氏体逆相变的开始温度和马 有形状记忆效应和超弹性特点而广泛应用于各个领域。 氏体逆相变的结束温度。 目前，主要开发出了3类形状记忆合金：TiNi基SMA，双程记忆效应测量采用弯曲试验，采用的预应变量 Cu基SMA和Fe基SMA。其中，TiNi基SMA具有优良 的记忆效应、耐腐蚀性和生物相容性等特点而应用的最 为4．2mm，d为0．6mm。试验步骤为：在马氏体态下， 为广泛。为了拓宽TiNi形状记忆合金的应用范围，常即在肘。温度以下，给试样一定的预应变量占。，即试样从 在TiNi二元合金中添加第3种元素。具有代表性的有 00弯到1800；卸载后，由于合金的弹性变形，试样从原 3类TiNi基形状记忆合金：TiNiNb宽滞后SMA、TiNiCu 来的1800回复到0。；将试样放人热水中，保证热水的温 窄滞后SMA和TiNiX高温SMA。利用TiNiCu窄滞后 度在A，以上，由于发生马氏体逆相变，试样由原来的0。 的特点，常将TiNiCu形状记忆合金做成感温驱动元件， 变形到以，记录下0A；将试样从热水中拿出放入到冷水 应用于对温度场响应比较迅速的场合。Cu元素的添加 中(冷却介质为冰块)，温度控制在肘，以下，由于发生马 会对TiNi合金的形状记忆效应产生多方面的影响，氏体相变，试样由以变形到钆，记录下钆。定义双程 Toshio Sakuma等人研究了不同铜含量对TiNi合金的超 可逆应变量为：占。。=＆(0^一0M)／180。 Nam等人利用电阻测量法、热膨胀 弹性的影响¨，20；Tae 2试验结果 法和DSC研究了TiNiCu马氏体的相变行为“J，J． Uchil等人研究了在300—800℃下，TiNiCu的相变温度 2．1时效温度对相变温度的影响 变化’7J，而目前对在不同热处理条件下TiNiCu双程记 忆效应研究的较少，尤其对TiNiCu在双程记忆训练后 图l、图2给出了热循环前后，不同时效温度 的热循环特点和相变温度的变化研究较少，而这对Ti． NiCu应用于感温驱动方面是至关重要的，本试验对不马氏体相变为放热过程，逆马氏体相变为吸热过程。热 同时效温度下的TiNiCu双程记忆效应进行了探讨。 循环前，犯、鸭、A。和A，随时效温度的增加而增加，这与 1 试验过程 oC后稍有下降。热循 高到600℃时，发现A。和A，在550 所用材料含Ti为45％(摩尔分数)，Ni为5％(摩 界值，相变温度均随时效温度的增加先增大后减小，见 尔分数)的Cu合金，采用石墨坩埚真