退火对Ti50Ni25Cu25薄带形状记忆效应影响.pdfVIP

佟运祥等；退火对Tis。NizsCu2s薄带形状记忆效应的影响 退火对Ti50Ni25Cu25薄带形状记忆效应的影响。 佟运祥1，刘 勇2，陈 枫1，郑玉峰1 (_1．哈尔滨工程大学生物医学材料与工程研究中心，黑龙江哈尔滨150001} 2．南洋理工大学机械与宇航工程学院，新加坡639798) 摘 要： 通过拉伸试验系统研究了退火工艺对Ti。。 据和实验参考。 Ni。。Cu2s薄带在自由恢复状态下形状记忆效应的影响。 2实验 研究表明，经过不同温度退火处理5min后，Ti5。Ni25 Cu2。薄带的应力一应变曲线由3个或者4个不同阶段组 成。500℃退火处理可以优化Ti5。Ni25Cu2。薄带的形状Cu。。合金薄带。快淬态薄带的微观组织主要是非晶基 恢复特性。当拉伸变形量为4．5％时，经500℃退火处体，同时含有少量的晶粒[4]。薄带经金刚石切割机沿 理的试样表现出最大的形状恢复，这主要是由于析出 甩带方向直接切割成形状记忆效应测试所需试样。试 相的强化作用抑制了位错运动。经800℃退火处理的 Jetfirst型快速 样的热处理在采用氩气保护的Jipelec 试样表现出最小的屈服应力和形状恢复应变。 退火炉实现。具体的试样制备与热处理工艺可参考文 关键词：Ti。。Ni25Cu2。薄带；形状记忆效应；退火；析 出相 火时间为5min。 中圈分类号：TGl5 文献标识码：A 试样的形状记忆效应测定在装配有温箱的In- stron 8800型电子万能试验机上测量。试样的标距为 1 引 言 近年来，Ti。。Ni：。Cu。。形状记忆合金薄带凭借窄相载荷为50N，精度为0．025N。采用石英棒作为拉伸 变滞后、良好的热循环稳定性与优异的形状记忆特性 S～。 棒，以消除热膨胀的影响。应变速率为2×10_5 引起了研究者的广泛兴趣u]。在实际应用中，上述性 根据前期的研究结果，室温下，退火后的Ti。。Ni：。Cuzs 质有利于实现较高的动作频率和较低的能量输入。 薄带处于马氏体状态[9]。测试过程中，拉伸应变逐渐 早期对TiNiCu合金的研究结果表明。当Cu含量从1％增加到5．5％，间隔为0．5％。卸载后，试样被加 超过10％(摩尔分数)，采用普通熔炼铸造工艺制备的热到母相状态，恢复原来的形状，然后冷却到室温。使 块状合金非常脆[2]。然而，经过适当热处理后的Ti；。用热电偶记录试样的温度。图1所示为试样的应变一 Ni。。Cu：。薄带表现出优异的塑性以及超弹性和形状记 温度曲线的示意图，采用图中所示的参数表示试样的 忆效应，例如。经过500℃退火后，当变形量超过12％形状记忆效应，其中：e为拉伸应变；e孔为卸载后弹性 时，薄带仍表现出优异的性能[3]。Ti50Ni：。Cu。。薄带通回复应变；e。e为加热到母相后，由于形状记忆效应发 常采用甩带法制备，并且具有非晶结构，因此，通过调 整退火工艺，可以方便地调控薄带的组织结构与性能。 加热后残余的不可逆应变；1】为恢复率，1l—eA／e× 迄今为止，研究者已经广泛研究了薄带的晶化行为n]、 100％。 马氏体相变[5’6]、晶体结构与马氏体组织结构[7]、时效 析出[8]。研究结果表明，Ti。。Ni。5Cuz。薄带的相变顺序 为B2一B19[1]。B19马氏体的亚结构为(111)l型孪晶 和(011)复合孪晶[7]。快淬态薄带在低于800℃退火 后，析出与基体共格的B11TiCu相。B11TiCu相的 析出不仅降低相变温度，而且增加相变间隔[5]。 目前对Ti。。Ni25Cu2。薄带形状记忆