冷变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性和组织的影响.pdf

维普资讯 重有色合金 种铸造及有色合金 2007年第 27卷第 12期 冷变形对 TiNiCr形状记忆合金超弹性和组织的影响 司乃潮 张志敏 司松海 吴 强 郭 毅 白高鹏 (1．江苏大学材料科学与工程学院；2．镇江忆诺唯记忆合金有限公司) 摘 要 通过拉伸试验和对光学显微组织照片的观察，研究了不 同的冷轧变形量对 TiNicr形状记忆合金超弹性和显微组 织的影响。试验表 明，TiNiCr形状记忆合金弹性随着冷轧变形量 的增加而增加 ，当冷轧变形量达到 33％之后 ，弹性的增加 不明显，单纯的冷变形不能使 TiNiCr达到完全 的非线性超弹性 ；冷变形会使 TiNiCr产生一种马氏体变体 ，当变形量达到 27％时，这种马氏体变体 的体积随着变形量的增加而长大，而马氏体变体的错乱程度随变形量 的增大一直在增加。 关键词 TiNiCr；超弹性 ；冷变形 ；马氏体 中图分类号 TG156．91；TG135．3；TG139．6 文献标志码 A 文章编号 1001—2249(2007)12—0979—03 当前记忆合金产业 日趋兴旺，呈网络化发展 ，前景 生产 ，但是在学术上的研究很少 ，本课题通过研究冷变 良好l1]。近年来，TiNi基合金 以其优 良的形状记忆效 形量对超弹性的研究 ，希望能为 TiNiCr超弹性 的研究 应 、超弹性_2 以及 良好的耐腐蚀性和生物相容性l5]而 提供理论依据 。 得到了最广泛 的应用 。近几年来人们致力于研 究 Ti— 试验材料和试验方法 NiX三元合金的形状记忆方面的性能也取得 了极其有 价值的研究成果 。 试验所采用的材料为 TiNiCr(厂家测试相变点M。 具有马氏体相变的合金除显示形状记忆效应外 ，通 为一37℃；M{为一18℃；A 为一15℃；A{为一8℃)， 常还会呈现 出另一重要特性——超弹性 (或称为伪弹 质量分数 Ti为 42．5％；Ni为 57．2％；Cr为 0．3％。试 性)_6]。有研究表明TiNi合金的线性超弹性应变量随 验丝的直径是 1．19mm，长度为 110mm。在室温下 着变形量的增加而增大 ，当冷拉变形量大于 22％时 ，继 (12℃)将 TiNiCr丝在 YJ一450液压成 型机上冷压变 续增加冷拉变形量 ，线性超弹性应变量几乎不发生变 形 ，使用的压力分别为 6、8、9、10、11、12、13、14MPa 化 ；但 目前对记忆合金的研究主要集 中在TiNi上面， (丝在 14MPa的压力下就有可能承受不住压力而破 但是对 TiNiCr的研究几乎没有 。TiNi形状记忆合金 裂)。对室温冷变形处理 的不 同试样做拉伸试验 ，试验 在形成马氏体变体多呈 自协作形态 ，由于各个变体 的形 在液压万能拉伸实验机上进行。拉伸试验的加载速率 状应变互相抵消，其宏观平均形状应变几乎为零 。这种 为 1kN／min，试样加载到 1．2kN 的时候保持 5S，然 变体的 自协作使马氏体 的变体的变形 以变体 间和变体 后卸载，得到不同的拉伸力一应变 曲线 。 内的孪晶界面运动方式进行 ，因而具有很高 的可逆性 ， 截取经过冷轧变形 的丝材 ，长度为 1．0～ 1．6cm， 呈现良好的记忆效应和超弹性L8]。 目前的研究很少涉 在 xQ一2型试样镶嵌机上镶嵌 ，得到的镶嵌样在经过打