冷拉拔Ti50Ni47Fe3形狀記憶合金棒材顯微組織、拉伸和記憶性能的研究.pdf

1、為了進(jìn)一步提高Ti50Ni47Fe3形狀記憶合金的力學(xué)性能和記憶功能，本文采用冷拉拔工藝制備了Ti50Ni47Fe3合金棒材，并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、示差掃描量熱法(DSC)、電輸運(yùn)測(cè)試系統(tǒng)(Electrical Transport Testing System)、洛氏硬度計(jì)(HRC)和萬(wàn)能電子拉伸試驗(yàn)機(jī)，系統(tǒng)研究了冷拉拔棒材的顯微組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和記憶功能，以及熱處理對(duì)冷拉棒材顯微組織和性能

2、的影響，為其在工程上的應(yīng)用提供參考依據(jù)。
　　冷拉棒材的中心和1/2半徑兩個(gè)區(qū)域的顯微組織比較接近，而邊緣區(qū)域晶粒比較細(xì)小，且晶粒大小均勻，形變孿晶密度較高。棒材經(jīng)500℃熱處理后，棒材邊緣區(qū)域首先開(kāi)始發(fā)生再結(jié)晶，隨熱處理溫度繼續(xù)提高，再結(jié)晶增強(qiáng)，同時(shí)先形成的再結(jié)晶晶粒也發(fā)生長(zhǎng)大，尤其是在棒材的1/2半徑和邊緣兩個(gè)區(qū)域。當(dāng)溫度提高到750℃,拉拔棒材整個(gè)截面的顯微組織變得更加均勻一致，晶粒為等軸狀，晶粒內(nèi)的孿晶密度大大降低。

3、>　　冷拉Ti50Ni47Fe3形狀記憶合金棒材內(nèi)的形變孿晶為{112}類(lèi)型，位錯(cuò)形態(tài)主要表現(xiàn)為纏結(jié)和胞狀結(jié)構(gòu)，且在一些晶粒內(nèi)存在Ti4(Ni，F(xiàn)e)2O氧化物粒子，在這些粒子周邊產(chǎn)生了較寬的彈性畸變區(qū)以及由此引發(fā)的高密度位錯(cuò)。當(dāng)熱處理溫度≤500℃，晶粒內(nèi)的孿晶密度、形態(tài)和分布與冷拉拔態(tài)接近，密度仍較高，孿晶較寬，界面不平直，存在彎曲現(xiàn)象，且每個(gè)晶粒內(nèi)的孿晶分布基本沿相近的取向。在500℃時(shí)，晶粒內(nèi)以及孿晶內(nèi)的位錯(cuò)密度稍有降低，位錯(cuò)排

4、列形成了位錯(cuò)墻以及由此所產(chǎn)生的亞晶;當(dāng)熱處理溫度為600℃時(shí)，孿晶變細(xì)，密度下降，且可以看到晶粒內(nèi)的孿晶分布出現(xiàn)了多個(gè)取向;溫度達(dá)到700℃后，晶粒內(nèi)無(wú)孿晶的晶粒數(shù)目增多，孿晶密度明顯下降。隨熱處理溫度的升高，晶內(nèi)和孿晶內(nèi)的位錯(cuò)密度繼續(xù)下降，在750℃時(shí)，在晶內(nèi)觀察到細(xì)小退火孿晶的形成。
　　當(dāng)棒材的熱處理溫度≤500℃時(shí)，隨溫度提高，屈服強(qiáng)度緩慢下降，但都高于冷拉拔棒材的強(qiáng)度，保持在585MPa以上。當(dāng)溫度為550℃，屈服強(qiáng)度下

5、降幅度增大，達(dá)到13MPa，之后隨熱處理溫度繼續(xù)提高，屈服強(qiáng)度連續(xù)緩慢下降，當(dāng)溫度高達(dá)850℃時(shí)，屈服強(qiáng)度仍保持較高的水平，為535MPa。經(jīng)500℃保溫30min空冷處理的冷拉拔棒材，隨著預(yù)變形量的增加，形狀恢復(fù)應(yīng)變?chǔ)舠rs和恢復(fù)力增大，逆馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度As(/)先提高，到9％預(yù)變形量時(shí)達(dá)到最大值，隨后降低。因此，經(jīng)6～10％應(yīng)變范圍進(jìn)行預(yù)變形的冷拉拔棒材在10％預(yù)變形量時(shí)既獲得了最高的恢復(fù)應(yīng)變和恢復(fù)力，又保持了較寬的熱滯(As(