基于聲發(fā)射的Ti-Ni-Fe形狀記憶合金的超彈性特性研究.pdf

1、Ti-Ni基形狀記憶合金是目前發(fā)現(xiàn)的記憶類合金中最重要的一類。由于其具有優(yōu)良的形狀記憶效應(yīng)和超彈性效應(yīng)而在眾多領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。近些年來，關(guān)于TiNiX三元合金的性能引起了人們的重視。由應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變成為研究熱點(diǎn)。本文中，主要以Ti-Ni-Fe三元形狀記憶合金為試驗(yàn)對象，深入研究其超彈性性質(zhì)。
　　聲發(fā)射是一種動態(tài)無損檢測技術(shù)，其具有高靈敏度和實(shí)時監(jiān)測等特點(diǎn)。它適合用于監(jiān)測合金的相變，可以及時反映出馬氏體的形核和長大。本

2、文就是從聲發(fā)射角度對Ti-Ni-Fe合金在室溫下應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變過程進(jìn)行研究。
　　敘述了形狀記憶合金超彈性與馬氏體相變的發(fā)展?fàn)顩r，探討了記憶合金的基本性能和其晶體結(jié)構(gòu)。了解發(fā)生相變時合金晶體結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣參數(shù)的變化以及馬氏體與母相間的位向關(guān)系。從微觀方向分析相變時合金的變化。
　　用力學(xué)電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試形狀記憶合金在單軸加載、卸載載荷下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從力學(xué)特征出發(fā)研究合金的超彈性效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)首次加載-卸載合金并沒有展現(xiàn)完全

3、超彈性。完全超彈性是在第二次循環(huán)開始呈現(xiàn)出來，而超彈性趨于穩(wěn)定狀態(tài)是在五次循環(huán)之后。隨著循環(huán)次數(shù)的增加應(yīng)力-應(yīng)變滯后環(huán)的寬度和相變應(yīng)力明顯減小，殘余應(yīng)變和可恢復(fù)應(yīng)變都顯著增大。
　　研究同步采集到的聲發(fā)射信號。對試驗(yàn)中聲發(fā)射信號特征參數(shù)的分布情況和不同類型信號波形和頻譜進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)卸載時逆相變發(fā)出的信號量遠(yuǎn)少于加載時馬氏體相變時的信號量。在加載中信號波形以突發(fā)型為主，卸載中則多為連續(xù)型信號。根據(jù)信號的密級程度，加載階段明顯可以被

4、分為三個區(qū)域。而這三個區(qū)域內(nèi)的信號波形和頻譜都各不相同。結(jié)合本合金的晶體結(jié)構(gòu)以及馬氏體相變的規(guī)律，可知49.1Ti-50.5Ni-0.4Fe(at％)合金在室溫下進(jìn)行應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變是:母相B2→R→馬氏體B19'的過程。
　　進(jìn)行了加載、卸載后不同時間間隔再卸載、加載的試驗(yàn)研究，探究了此形狀記憶合金的恢復(fù)特征。嘗試了利用聲發(fā)射信號計數(shù)參數(shù)描述不同時間下合金的恢復(fù)情況。發(fā)現(xiàn)間隔180min合金獲得到顯著恢復(fù)，基本達(dá)到初始的狀態(tài)。