热处理工艺对Ti-Ni合金相变及形状记忆行为的影响

热处理金相

Ti-Ni合金具有良好的形状记忆效应(SME)。为了获取SME，对近等原子比Ti-Ni合金，可采用中温退火处理或固溶＋低温退火处理；对富Ni合金，除上述处理方法外还可采用时效处理。同一合金按不同工艺处理后的相变及形状记忆行为的对比研究尚未见报道。本文以Ti-50.2Ni合金为对象，旨在系统研究热处理工艺因素对Ti-Ni合金相变及形状记忆行为的影响，为优化形状记忆处理工艺提供依据。　　1试验方法
　　以纯度为99.9%的电解镍和99.7%的海绵钛为原料，用真空中频感应炉熔炼了Ti-50.2Ni(原子百分数)合金。合金铸锭经旋锻、拉拔等多道工序制成直径分别为1mm和3mm的丝。试样分别经中温(673～823K)退火和固溶(1113K)加低温(533K)退火处理，冷却方式采用水冷或空冷。相变温度、相变热等用Perkin Elmer DSC 7型示差扫描热分析仪(DSC)测量，加热冷却速率为10K／min，温度范围233K～423K。显微组织在S-2700扫描电镜上观察。腐蚀剂为HF∶HNO3∶H2O＝1∶4∶5。SME用弯曲法和拉伸法测试。弯曲法的弯曲半径为10mm。拉伸试验在Instron1195型电子拉伸机上进行，应变速率为3×10-3，试样尺寸φ1mm×140mm，标距60mm。
　　2试验结果
; k' d5 P; u* c5 x6 b4 r# q9 C' k　　2.1加工状态对相变和SME的影响
　　Ti-50.2Ni合金在冷加工、693K中温退火及1113K固溶＋533K低温退火状态下，加热冷却时的热分析DSC曲线如图1所示，其中R、M和P分别代表R相、马氏体和母相。由图1可见，在冷加工和中温退火状态下，Ti-Ni合金加热冷却时的相变类型皆为，经固溶＋低温退火后的相变类型为PM。3种加工状态相比，中温退火后Ti-Ni合金的相变峰最尖锐，相变热(峰面积)最大。