| 题名 | 高强高阻尼Ni-Ti-Nb-Mo形状记忆合金的研究 |
| 作者 | 陈英 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 戎利建 |
| 关键词 | Ni-Ti-Nb形状记忆合金 相变特性 力学性能 阻尼性能 形状记忆效应 |
| 其他题名 | Investigation on Ni-Ti-Nb-Mo Shape Memory Alloys with High Strength and High Damping Capacity |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | Ni-Ti-Nb形状记忆合金由于其宽的相变滞后和良好的形状记忆性能引起了工程界的广泛关注，已成功用于制作连接用紧固件。然而，随着现代液压、气压管路压力的提高，对管路连接用记忆合金的力学性能提出了更高的要求, 现有的Ni-Ti-Nb合金由于强度低已满足不了使用要求。同时Ni-Ti-Nb合金作为一种重要的孪晶型阻尼材料，应用时一般呈马氏体态，但此时合金的屈服强度很低，限制了合金作为结构材料时的应用。因此，近些年提高Ni-Ti-Nb合金的力学性能逐渐成为记忆合金领域的研究重点。 本论文通过调整合金的Ni/Ti原子比，控制Nb元素和Mo元素的含量来改善合金的性能，研究Nb含量和Mo含量变化对Ni-Ti-Nb合金微观组织、相变特性、力学性能、形状记忆效应、宽滞后及阻尼性能的影响，以探索新型的高强高阻尼Ni-Ti-Nb-Mo四元形状记忆合金。 针对高强度Ni-Ti-Nb合金的特征，确定以含有4.5at.％Nb的Ni-Ti-Nb合金为基础合金，通过Nb和Mo的共同加入提高合金的力学性能。研究发现：Mo元素在合金中均匀分布抑制了粗大β-Nb的生成，使得晶界附近出现细小弥散的富Nb颗粒组成的短条状组织。在Nb和Mo的共同固溶强化的作用下，合金的室温屈服强度由传统合金的450MPa提高到600MPa，延伸率保持28%的较高水平。基体强度的提高使得合金的临界滑移应力提高，合金的形状记忆效应得到有效改善，其中Mo含量为0.5at.%的合金最大可完全恢复应变接近8%，已达到Ni-Ti二元合金的水平。Mo元素的加入进一步增大了Ni-Ti-Nb合金的相变滞后，合金预变形20%时，相变滞后接近200℃，高于现有Ni-Ti-Nb合金的150℃。这种新型的高强度合金有望应用于液压、气压高压管路，并可能应用于对强度要求更高的大尺寸管接头的研发。 在高强高阻尼Ni-Ti-Nb合金方面，选择Nb含量为9.0at％的Ni-Ti-Nb合金作为基础合金，研究Mo含量的加入对合金性能的影响。结果表明Mo的添加增大了Nb在NiTi基体中的最大固溶度，但对合金在常温时的固溶度影响较小，由此使得大量Nb(Mo)颗粒从基体中析出。这种富Nb颗粒对合金的沉淀强化作用，协同合金中Nb和Mo的固溶强化作用，使得合金在马氏体态下屈服强度由传统的150MPa增加到300MPa，合金延伸率达到48%，其性能远高于一般NiTi基记忆合金。Mo的添加不仅诱发合金发生R相变，同时富Nb颗粒周围的应力场使得合金在冷却过程中出现了多阶相变。NiTi基体数量的增加和富Nb颗粒的析出增大了合金的本征阻尼，显著提高了Ni-Ti-Nb合金的阻尼性能，其马氏体态本征内耗值达到0.015。同时这种新型的高强高阻尼Ni-Ti-Nb-Mo合金还具有较好的形状记忆效应和宽滞后特性。这种兼有较高力学性能和阻尼性能的合金可用于设计智能阻尼元件和耗能减振装置等，具有很好的应用前景。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 115 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17245]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈英. 高强高阻尼Ni-Ti-Nb-Mo形状记忆合金的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
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