Ti50Ni43Cu7合金在不同应力作用下的回复特性研究.pdfVIP

第37卷 第4期 稀有金属材料与工程 Vo1．37，No．4 2008笠 4月 RARE METAL N ERIAI，S A D ENGINEERING April 2008 Ti50Ni43CU7合金在不同应力作用下的回复特性研究 李艳锋，米绪军，高宝东，栗华矗 (北京有色金属研究总院 有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京 100088) 摘 要：研究了Ti5oNi43Cu7合金在290 MPa和245 MPa两种应力作用下的回复特性。测试了TisoNi43Cu7合金在两种应 力作用不同循环次数下的回复应变。结果表明：在290 MPa应力作用下，随着循环次数的增加，残余应变的增加和马 氏体的稳定化导致回复应变逐渐减少，回复应变趋于稳定。在245 MPa应力作用下，随着循环次数的增加，应力诱发 马氏体相变临界应力值下降，预应变的增加大于残余应变的增加，回复应变逐步增大，随着马氏体的稳定化，回复应 变趋于稳定。 关键词：TiNi形状记忆合金；应力：回复应变：残余应变 中图法分类号：TG139 ．6 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2008)04．0644．03 TiNi形状记忆合金具有独特的形状记忆效应、优 1所示。对合金丝材进行电流加热，当温度达到马氏 异的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性，在航天航空、 体逆相变完成温度以上时回复应变达到最大。用位移 机械、电子、医学等领域得到广泛应用( 钔。 传感器测量回复位移Y，把回复位移Y换算成回复应 预应变 TiNi形状记忆合金在加热发生逆相变的 变。断电后合金丝材自然冷却，由于拉应力作用合金 过程中能产生较大的回复应变和回复力。利用回复应 丝材又被拉长产生预应变，如此反复循环测试不同循 变和回复力做功的特点能做成各种驱动元器件，其驱 环次数下的回复应变。通过调整合金丝材下端的砝码 动性能包括回复力、回复率、响应时间等。目前对预 质量来对合金丝材加载不同的应力。本实验设定每次 应变约束下回复力的研究较多[5．6】。对于在使用过程中 通电时间2 s，断电时间5 s，试样标距为 100 mm，测 受应力作用周期性输出符合使用要求的回复应变，一 试了290 MPa和245 MPa两种应力作用下不同循环次 般希望不同热循环下回复应变稳定，重复性好。但对 数的回复应变的变化情况。 这种热机械循环下其回复应变的大小及其稳定性的研 究尚不充分。本实验主要研究了Ti50Ni43Cu7合金在不 同应力作用及不同循环次数下回复应变的变化规律， 并对其影响机制进行了分析。 1 实验方法 实验用材料为Ti50Ni43Cu7(原子百分含量)形状 记忆合金丝材，其直径为0．1 mm和0．5 mm两种。合 金丝用石英管真空封装后经400℃，20 min退火后空 图l 回复应变测试原理示意图 冷。在Netzsch DSC200PC差示量热分析仪上测试 Fig．1 The schematic diagram of the recovery strain testing 0．1 mm丝材的相变点温度，升降温速率为10 K／min。 0．5 mm丝材在电子万能拉伸试验机上测试室温下 2 结果与讨论 的力学性能。 0．1 mm合金丝材在不同应力作用下的回复应 2．1 Ti50Ni43Cu7合金的相变点温度及力学性能 变测试在自制的丝材试验机上进行，其测试原理如图 试验测得的相变点温度 产33．1℃，M~=36．4℃， 收到初稿日期：2007．03．27；收到修改稿日期：2007．12．3l 基金项目：国家自然科学基金 作者简介：李艳锋，男，1981年生，博士研究生，北京有色金属研究