Ti-Ni-Cu形状记忆合金急冷条带的显微组织.pdf
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重有色合金 种铸造及有色合金 2007年第 27卷第 2期
Ti—Ni—Cu形状记忆合金急冷条带的显微组织
何文军 闵光辉 于化顺
(山东大学材料科学与工程学院)
摘 要 研究 了Ti．Niz“Cuz 形状记忆合金条带急冷态和退火态下 的组织变化 。结果表 明，急冷态组织主要为非 晶忑 ，
同时含有部分 晶化相 B2和 B19。B19马氏体变体形貌多样 ，呈针状 、条状 、粗片状及钩状 。急冷条带在 5℃／min的连续加
热下，晶化开始温度为 436℃。利用 Kissinger方法确定其晶化激活能为 444．7kJ／mol。条带经 400℃低温退火后晶相主
要为单变体 B19，部分 晶粒内部马氏体双变体 自协作成垂直关系 。马 氏体在 晶界处形核并 向晶内生长 ，急冷态下 的钩状马
氏体变体经退火后消失。
关键词 快速凝 固；Ti—Ni—Cu合金 ；条带；显微组织
中图分类号 TG146．2 3 文献标志码 A 文章编号 1001—2249(2007)02—0153—04
近等原子 比Ti—Ni合金具有 良好的形状记忆效应 DSC分析在 NETZSCH DSC404C上进行 ，保护气氛
和超弹性性能 ，因而受到广泛重视 。元素 Cu的加入可 为氩气 。
抑制 Ms点对化学 成分 的敏感性 ，显著 降低 相变热滞 ，
稳定形变后的相变温度以及抑制Ti。Ni的析出 ～·。 2 试验结果及分析
11~#l,
摩． … 尔分…C数u小兰于5的％时可?要变次序的。：． 2．1急冷态合金条带组织和形貌
， 冷却发生 B2B19 相变 ，Cu含 … 一 … 。… 。 … 。
量在 5％～15％之间时，发生 B2B19B19，相变 ，而 图 1给出了快速凝 固条带在室温下 自由面和接触
Cu含量 高于 15％时室温下 只观察 到 B2B19相 面的XRD衍射 图。在 20约为 42。时 出现一个漫散的
变 引。近年来采用快速凝 固技术制备高 C 含量 的 衍射峰，初步说明条带组织主要为非晶态。少量尖锐 的
Ti—Ni—C 合金条带 ，以避免复杂的机械热处理。快速 衍射峰出现 ，表明非 晶基体上有部分晶相析出。条带 白
凝 固条带具有不同于块体材料的组织和性能，如晶粒细 由表面的XRD分析证实存在 B2奥 氏体相 ，而在贴辊
化 (甚至为完全非晶)和相变温度 降低Ⅲ。目前研究对 接触面上则出现 B19马氏体相 (正交结构)的衍射峰，
象主 要 为 Ti。Ni。一C 合 金 条 带 ，尤 其 集 中于 表明在快速凝固过程中两个表面的冷速和应力有差异。
Ti。Nicu 条带 ～ ，对富钛 的Ti—Ni—Cu(Ti含量高 这是 由快速凝 固技术特点决定 的，导致高温态 的晶相
于 50％)合金条带研究甚少 。 B2在冷却过程中部分或者完全转变成 B19。晶相优先取
向B2一(002)或 B19一(022)，这种现象在 Ti5。Ni25Cu25合金
1 试验材料及方法 条带研究中也有类似的报道 引。从晶体学对应关系可
知 ，B2一(002)晶面对应 B19一(022)晶面。利用 图 1中
试验采用高纯 Ti、纯 Ni和纯 Cu在氩弧炉 中多次 XRD分 析 确 定 B2点 阵 常数 为 0
． 304nm，这 与
熔炼制备出Ti—Ni—Cu锭块 。锭块在石英坩锅中重熔后 Ti
。Nicu 合金条带的数据基本一致Ⅲ。
收
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