軋態(tài)Ni60Ti合金熱變形行為及變形微觀組織研究.pdf

1、本文以軋態(tài)Ni60Ti形狀記憶合金為研究對(duì)象，采用熱力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)其在應(yīng)變速率0.01 s-1~1s-1，變形溫度650℃~850℃范圍內(nèi)的熱變形行為及變形組織演變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并建立了能準(zhǔn)確描述軋態(tài)Ni60Ti形狀記憶合金熱拉伸力學(xué)行為的本構(gòu)模型。主要結(jié)論如下：
　　軋態(tài)Ni60Ti形狀記憶合金熱拉伸變形的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線分析結(jié)果表明：變形初期，隨應(yīng)變量的逐漸增大，合金流變應(yīng)力迅速增大到峰值；當(dāng)應(yīng)變量達(dá)到某一臨界值時(shí)

2、，流變應(yīng)力隨后減小，曲線表現(xiàn)為流動(dòng)軟化型。變形溫度越高、應(yīng)變速率越小，合金流變應(yīng)力越低，其中應(yīng)變速率對(duì)合金流變應(yīng)力影響更顯著。若僅從流變應(yīng)力大小考慮，低變形溫度條件下（650℃~700℃）適宜加工的應(yīng)變速率為0.01s-1；高變形溫度條件下（750℃-850℃）適宜加工的應(yīng)變速率范圍可放寬為0.01s-1-0.1s-1。
　　軋態(tài)Ni60Ti形狀記憶合金變形組織演變規(guī)律表明：在變形條件為650oC、0.1~1s-1和700~750

3、oC、1s-1熱拉伸后，變形組織中出現(xiàn)了局部塑性流動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象，在熱加工過程中應(yīng)避開該區(qū)域。變形溫度越高，應(yīng)變速率越低，越有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的形核和長(zhǎng)大。從獲得較多的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒組織角度考慮，當(dāng)應(yīng)變速率為0.1s-1時(shí)，適宜的變形溫度僅為850oC；當(dāng)應(yīng)變速率為0.01s-1時(shí)，適宜的變形溫度范圍可放寬至700~850oC。
　　基于熱拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別采用Arrhenius方程、修正的Fields-Backofen方程和多元線

4、性回歸方法構(gòu)建軋態(tài)Ni60Ti形狀記憶合金熱拉伸變形本構(gòu)方程。誤差分析表明，根據(jù)Arrhenius方程計(jì)算的流動(dòng)應(yīng)力與實(shí)驗(yàn)值的平均相對(duì)誤差為28.57％，誤差較大。根據(jù)修正的 Fields-Backofen方程計(jì)算的流變應(yīng)力與實(shí)驗(yàn)值的平均相對(duì)誤差，在變形初期為11.06%，相對(duì)誤差較小；在變形達(dá)到某一臨界應(yīng)變后為18.45%，相對(duì)誤差較大。而根據(jù)多元線性回歸方法構(gòu)建的本構(gòu)方程計(jì)算的流動(dòng)應(yīng)力與實(shí)驗(yàn)值的平均相對(duì)誤差為7.26%，其中，誤差小