發(fā)布時(shí)間：2018-08-20 15:02

【摘要】：ZrCu合金與其它高溫形狀記憶合金相比,價(jià)格低廉,相變溫度在25-1050℃較大的溫度區(qū)間可調(diào),是一種極具應(yīng)用潛力的高溫形狀記憶合金。此外,ZrCu基合金還可形成形狀記憶非晶復(fù)合材料,其中的晶體相可在外力作用下發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變,提高材料的塑韌性。ZrCu基合金的馬氏體相變行為及其變形過(guò)程中的組織演化與記憶合金和形狀記憶-非晶復(fù)合材料的性能密切相關(guān),是提高其功能及力學(xué)特性的關(guān)鍵。本文采用合金化方法優(yōu)選合金成分,提高馬氏體相變溫度,減小相變溫度滯后,改善形狀記憶效應(yīng)。利用X射線衍射分析、透射電子顯微觀察、示差掃描量熱分析及室溫/高溫壓縮試驗(yàn)等系統(tǒng)研究了ZrCu基合金的馬氏體相變、組織與界面結(jié)構(gòu)、力學(xué)行為和形狀記憶效應(yīng),并闡明了在壓縮變形過(guò)程中馬氏體組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律,揭示了ZrCu基記憶合金的形變微觀機(jī)制。Ni和Co添加提高了ZrCu合金的馬氏體相變溫度,減小了相變溫度滯后,改善了循環(huán)穩(wěn)定性。在Zr50Cu25Ni25-xCox合金中,隨著Co含量增加,Ni含量降低,合金的馬氏體相變溫度降低,相變溫度滯后減小,循環(huán)穩(wěn)定性先提高后降低。其中Zr50Cu25Ni7.5Co17.5合金的馬氏體相變開始溫度為564 K;相變溫度滯后為59 K,比Zr50Cu50合金相變溫度滯后減小124 K;經(jīng)3次熱循環(huán)即達(dá)到熱穩(wěn)定性,相變溫度僅變化3K。Zr50Cu50合金和Zr50Cu25Ni25-x Cox合金馬氏體形貌呈平行板條狀、矛頭狀及鑲嵌塊狀。馬氏體變體間呈(021)I型和(111)I型孿晶關(guān)系。Zr50Cu50合金馬氏體內(nèi)亞結(jié)構(gòu)為大量的(001)復(fù)合孿晶及少量的(001)堆垛層錯(cuò),Zr50Cu25Ni25-x Cox合金亞結(jié)構(gòu)為少量的(001)復(fù)合孿晶和高密度的(001)和(11 0)堆垛層錯(cuò)。晶體學(xué)唯象理論計(jì)算結(jié)果表明(021)I型孿晶為ZrCu基合金馬氏體相變過(guò)程中的點(diǎn)陣不變平面應(yīng)變(LIS),這與TEM觀察結(jié)果一致。Zr50Cu50合金馬氏體狀態(tài)下變形過(guò)程中位錯(cuò)滑移與孿晶組織演化同時(shí)進(jìn)行。在形變初期,馬氏體首先發(fā)生(001)復(fù)合孿晶去孿晶,隨變形量增加,(001)復(fù)合孿晶去孿晶過(guò)程持續(xù)進(jìn)行,且形成新的(021)I型和(201 )復(fù)合孿晶,變體間交叉擠碰,界面可動(dòng)性變差,應(yīng)變恢復(fù)特性下降。Zr50Cu25Ni7.5Co17.5合金變形過(guò)程中首先發(fā)生(001)復(fù)合孿晶去孿晶,隨后形成細(xì)小的(111)和(021)I型孿晶,變體間不呈現(xiàn)交叉擠碰形貌,界面可動(dòng)性較好,因而可恢復(fù)應(yīng)變較大。ZrCu基合金中變形過(guò)程中(021)I型孿晶的形成機(jī)制為1/10[012]不全位錯(cuò)在(021)面上沿[012]方向發(fā)生均勻切變。Zr50Cu25Ni25-x Cox合金較Zr50Cu50合金呈現(xiàn)更好的應(yīng)變恢復(fù)特性。隨著Co含量的增加,形狀記憶效應(yīng)先增加后減小。預(yù)變形為8%時(shí),Zr50Cu50合金的可恢復(fù)應(yīng)變?yōu)?.92%,Zr50Cu25Ni7.5Co17.5合金為6.87%。Zr50Cu25Ni25-x Cox合金具有良好的線性超彈性及其穩(wěn)定性。線性超彈性應(yīng)變最大為6%,且在隨后的循環(huán)過(guò)程中超彈性性能不發(fā)生衰減。
[Abstract]:Compared with other high temperature shape memory alloys, ZrCu alloy is a kind of high temperature shape memory alloy with high application potential because of its low price and adjustable transition temperature range of 25-1050 鈩，

本文編號(hào)：2194061