Ni3Ta高溫形狀記憶合金的組織結構、力學及形狀記憶性能的研究.pdf

1、Ni3Ta合金廣泛地用作高溫結構材料中的強化相,如高溫合金、復合材料等。但是最近的研究發(fā)現,該種合金具有高的馬氏體轉變溫度和優(yōu)異的形狀記憶效應,顯示出作為新型高溫形狀記憶合金的良好潛力。目前的研究表明,Ni3Ta合金具有三種結構,即四方結構、單斜結構和正交結構,但是到目前為止,關于這三種結構之間的轉變行為仍沒有詳細的研究報道。此外,由于該種合金呈現較大的多晶脆性,這也制約了它的發(fā)展。因此本論文主要針對上述兩個方面的問題進行了詳細的研究,

2、其具體的研究結果如下:
　　 Ni3Ta合金在經1200℃保溫4小時后,主要由單斜Ni3Ta相、四方Ni3Ta相和少量的Ni2Ta相組成。其中,單斜Ni3Ta馬氏體呈現以(001)為孿晶面的典型孿晶結構和細小板條狀形貌,其板條寬度約為0.1～0.31μm。Ni3Ta合金在受到應力作用時,存在Ni3Ta單斜結構向四方結構的相轉變,而四方相在1200℃保溫1小時又會轉變成正交結構。Ni3Ta合金在加熱過程中存在由Ni3Ta單斜結構向

3、四方結構和單斜結構向正交結構的相轉變,此時轉變開始溫度約為320℃,反之,在冷卻過程中存在由Ni3Ta四方結構向單斜結構的逆轉變,其轉變開始溫度約為240℃,但是由于正交結構的Ni3Ta相對比較穩(wěn)定,因此在冷卻過程中并不存在由正交結構向單斜結構的逆轉變。
　　 爐冷、空冷和淬火態(tài)的Ni3Ta合金都是由主要的單斜馬氏體相,少量的四方奧氏體相和Ni2Ta相組成。Ni2Ta相含量隨冷卻速率的減少而呈現逐漸增加的趨勢。隨冷卻速率的減小,

4、Ni3Ta合金的馬氏體逆相變溫度升高,而馬氏體相變溫度降低。力學性能研究結果表明,Ni3Ta合金在爐冷、空冷和淬火態(tài)的斷裂應變分別是14.8％、13.3％和11.5％,其爐冷時塑性最好。而且,Ni3Ta合金在三種狀態(tài)時都具有100％的形變回復率。形狀記憶效應隨著真實應變的增加而逐漸增加,其在爐冷、空冷和淬火態(tài)時的最大的形狀記憶效應分別是6.7％、6.7％和6.8％。
　　 對Ni73+xTa27-x合金的研究結果表明:當x=0,