TiNb記憶合金的顯微組織、力學性能與腐蝕行為.pdf

1、本文通過光學顯微組織觀察、X射線衍射分析(XRD)、透射電子顯微分析(TEM)、能譜分析(EDS)、掃描電子顯微分析(SEM)、室溫拉伸試驗、彎曲試驗、電化學試驗及X射線光電子能譜儀(XPS)分析研究了TiNb合金的顯微組織結(jié)構(gòu)、相組成、力學性能、形狀記憶效應和腐蝕行為。 鑄態(tài)TiNb合金主要由α"和β相組成，Nb含量增加，合金中α"相的衍射峰數(shù)量減少，強度變?nèi)?，鑄態(tài)Ti-26.5Nb為單一的β相；軋態(tài)TiNb合金當中，Ti-1

2、6Nb合金由α"和β相組成，Ti-25Nb和Ti-26.5Nb合金為單一的β相；固溶狀態(tài)的TiNb合金主要由α"和β相組成，透射電鏡分析表明Ti-16Nb合金當中還出現(xiàn)了少量的ω相，Ti-25Nb合金和Ti-26.5Nb合金當中α"相的衍射峰只有一個，且強度很弱。透射電鏡觀察的結(jié)果表明，Ti-16Nb合金中馬氏體的組織形態(tài)為板條狀，馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為(111)Ⅰ型孿晶。 TiNb合金的彈性模量基本上在60GPa左右，固溶溫度對合金

3、彈性模量的影響不大，對于Ti-16Nb合金，在750℃固溶時，強度高，延伸率大，具有良好的綜合力學性能，對于Ti-25Nb合金和Ti-26.5Nb合金，固溶溫度升高，強度升高，延伸率降低。750℃固溶處理時，三種合金相比，Ti-25Nb合金具有最大的延伸率22.1﹪和最高的屈服強度和抗拉強度，分別為662MPa和751MPa。時效處理會使TiNb合金的力學性能變差，特別是Ti-16Nb合金，在400℃和300℃時效后塑性完全消失，只有彈

4、性段出現(xiàn)，斷裂強度大幅度升高，達到865MPa，彈性模量也增大到100GPa以上。 軋態(tài)及固溶態(tài)TiNb合金的斷裂方式都為延性斷裂，斷裂過程中出現(xiàn)了頸縮現(xiàn)象，斷口主要特征為大小不等的韌窩形態(tài)。 彎曲試驗結(jié)果表明TiNb合金具有良好的形狀記憶效應，合金的形狀回復率隨著彎曲變形量的增大而下降，三種成分合金最大完全可回復應變都達2﹪；Ti-16Nb合金的形狀記憶效應具有很好的可循環(huán)性，彎曲變形量為3.26﹪時，經(jīng)過20次以上循

5、環(huán)彎曲變形之后，Ti-16Nb合金仍具有40﹪以上的形狀回復率。 通過電化學試驗測試表明TiNb合金具有很好的耐腐蝕性能。OCP曲線表明TiNb合金表面的鈍化膜具有良好的穩(wěn)定性；極化曲線表明TiNb合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，特別是pH=7.4時，無論在Hank's溶液或是Saliva溶液中，TiNb合金都具有比純鈦更好的耐腐蝕性能。pH值對合金耐腐蝕性能有一定的影響，在pH=7.4時，合金的耐腐蝕性能好于pH=5.4和pH=2.