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(lèi)合金中最重要的一類(lèi)。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(lái)，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(duì)象，深入研究其超彈性性質(zhì)。
　　聲發(fā)射是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其具有高靈敏度和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。它適合用于監(jiān)測(cè)合金的相變，可以及時(shí)反映出馬氏體的形核和長(zhǎng)大。本

2、文就是從聲發(fā)射角度對(duì)Ti-Ni-Fe合金在室溫下應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變過(guò)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(shí)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(shí)合金的變化。
　　用力學(xué)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)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(méi)有展現(xiàn)完全

3、超彈性。完全超彈性是在第二次循環(huán)開(kāi)始呈現(xiàn)出來(lái)，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(hào)。對(duì)試驗(yàn)中聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)的分布情況和不同類(lèi)型信號(hào)波形和頻譜進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)卸載時(shí)逆相變發(fā)出的信號(hào)量遠(yuǎn)少于加載時(shí)馬氏體相變時(shí)的信號(hào)量。在加載中信號(hào)波形以突發(fā)型為主，卸載中則多為連續(xù)型信號(hào)。根據(jù)信號(hào)的密級(jí)程度，加載階段明顯可以被

4、分為三個(gè)區(qū)域。而這三個(gè)區(qū)域內(nèi)的信號(hào)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(guò)程。
　　進(jìn)行了加載、卸載后不同時(shí)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(hào)計(jì)數(shù)參數(shù)描述不同時(shí)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)。