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Reference source from the internet. 目前实际开发应用的SMA主要是TiNi和Cu-Zn-AISMA,但由于受其热弹性马氏体相变的影响,使其工作温度均不超过100℃。然而在许多工业场 合如化工、核反应堆以及温度监测及控制等方面,要求使用温度高于150℃,甚至达300℃-600℃。因此高温SMA的研制和开发有着重要的意义,具有广 阔的应用前景。NiAI基高温SMA由于有大的可恢复应变、很高的Ms点、温度滞后小和优良和高温抗氧化性而成为有实用化潜力的SMA。β-NiAI用作 高温SMA主要存在两障碍:Ni5AI3相的时效析出和室温脆性。Ni5AI3相不具有可逆的相转变的特征,它的存在破坏了形状记忆效应。一般是通过控制 成分和热处理等方法来抑制Ni5AI3相的析出。室温脆性是NiAI SMA不能实用化的一个最主要的障碍。造成它的原因是B2结构的NiAI只能提供3个独立的滑移系,不满足Von Mses变形准则,以至变形时晶界处应力高度集中,导致晶界开裂。由于β相NiAI合金有很宽的成分范围,这就为在较大的成分区间内通过合金化来改善其形 状记忆性能和机械性能提供了可能性。
AXaa040006 电子辐照影响TiNi形状记忆合金R相变的研究
用能量为 1.7MeV不同注量的电子辐照了TiNi形状记忆合金,通过温度控制使辐照在合金的R相状态进行,发现辐照使合金的奥氏体逆转变开始温度As和结束温度 Af升高,随着辐照注量的增加有增大的趋势,且奥氏体转变滞后也有所增大;R相转变开始点Rs和转变结束点Rf略有增加。XRD结果表明电子辐照造成了R 相点阵畸变,随辐照注量的增加有增大的趋势。这一变化被认为是辐照引入的点缺陷导致了R相稳定化,并且部分缺陷钉扎了R相界面造成的。这一结果为记忆合金 相变点的调节提供了新方法。
AXaa040007 FeMnSi基形状记忆合金在水溶液中的电化学腐蚀
在FeMnSi基形状记忆 合金中加入N,能够化基体,改善其形状回复率,同时有可能提高抗腐蚀性能,采用浸泡试验和慢线性电位扫描法测量阳极化曲线等方法,以1Cr18Ni9Ti 不锈钢为参照,研究了FeMnSi、FeMnSiCr、FeMnSiCrN等合金在NaCl、NaOH、HCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,与 FeMnSi和FeMnSiCr相比,FeMnSiCrN在水溶液中有较好的抗腐蚀性能。
AXaa040008 膨胀法分析Fe-10Cr-5Si-4Ni形成记忆合金的恢复特性
利 用Formaster FTM-4型膨胀仪对Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的形状恢复特性进行了分析,测得了恢复应变随加热温度变化的连续曲线。结果表明,合金 在加热恢复前后,其热线膨胀系数基本不变;合金发生ε→γ马氏体逆相变的超始温度As和预变形量无关,而终止温度Af随预变形量的增加而升高;试样在恢复 过程中,前期和后期恢复较慢,中期恢复较快;合金的形状恢复率随预变形量的增大而降低;但最大可恢复应变出现在预变形量为5%左右。
AXaa040009 Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金管接头性能分析
对Fe -17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金管接头的形状记忆效应和连接性能进行了系统地分析,结果表明:形状恢复率随着预变形量的增加而降低;最大可恢复 应变出现在4-6%之间;预变形量为4.5-8%时管接头的紧固力较大,耐压密封性较好。热-机械训练可显著提高管接头的形状记忆效应、连接的紧固力和耐 压密封性。管接头的形状记忆效应随着其壁厚的增大而降低。连接长度越长,管接头的紧固力越小而耐压密封性越好。管接头结构对其连接的耐压密封性影响很大, 随结构的不同耐压密封性可有几倍的差异。
AXaa040010 声发射在形状记合金研究中的应用
介绍了声发射(AE)法 研究形状记忆合金的原理和基本方法。大量研究结果表明,通过检测形状记忆合金的AE信号、分析AE信号的特征参数,可研究和评价温度和应力诱发马氏体相 变,了解其马氏体相变过程及其特点,进而对作为AE源的形状记忆合金本身的性能和状态进行评价。作为一种动态无损检测技术,声发射对研究形状记忆合金智能 材料和结构起着重要作用。
AXaa040011-01 Ni-Mn-Ga磁性记忆合金的马氏体相变及应变恢复特性*
形状 记忆合金是一种新型功能材料,在航空、航天、医学、工程等领域被广泛用做驱动组元,但由于其形状记忆效应受温度场驱动,响应频率较低,因此大大限制了其在 工业中的广泛应用。磁性形状记忆合金是近年来发展起来的一种记忆合金,在外加磁场的作用下产生较大的可逆应变。磁性记忆合金做为一种潜在的、具有高响应效 率及大可恢复应变的记忆材料,受到了材料学界的普遍关注。
本文利用X射线衍射分析及透射电镜观察考察了Ni53Mn23Ga24单晶材料的热致马氏体的组织形貌、晶体结构及其亚结构,并通过压缩试验考察了不同变形量对形状记忆效应的影响规律。
AXaa040012-01 磁控形状记忆合金*
本 文综述了一种新型功能材料-磁控形状记忆合金,它通过磁场来驱动材料内部某些微观界面的移动,从而产生大的变形。这样它既具压电陶瓷和磁致伸缩材料那样快 的响应频率,又能如形状记忆合金那样输出大的应力或高的可逆应变。本文回顾了磁控形状记忆材料在国内外研究的最新进展,介绍了作者探索Co-Ni合金磁控 形状记忆性能的最新实验结果,并讨论了Ni-Mn-Ga和Co基合金中磁场诱发应变的不同机制。
AXaa040013-01 硅含量对铁基形状记忆合金的组织与性能影响*
FeMnSiCrNi合金是具有良好记忆性能,耐蚀性和加工性的新型功能材料。在产业化的过程中,对合金综合性能至关重要的Si元素的成分的合理控制及Si元素对FeMnSiCrNi组织与加工性能的影响,尚需有进一步研究。
AXaa040014-01 FeMnSi系形状记忆合金的低温松弛研究*
自 从A.Sato等在FeMnSi单晶合金中获得了完全的形状记忆效应以来,人们对FeMnSi系形状记忆合金给予了厚望,该合金具有单程形状记忆效应,其 成本低、强度高、恢复力大,特别用于输油管道的连接具有诱人的前景。自发现该合金的“低温松弛”现象后,国际上对FeMnSi形状记忆合金的研究突然减 少。所谓“低温松驰”是指随着温度的降低恢复力下降的现象,作为接管头在使用时,由于紧固力的松弛可能使管接头连接的耐压密封性降低而导致泄漏。但至今有 关FeMnSi形状记忆合金的恢复力随温度降低的变化和管接头的结构对管接头连接的耐压密封性影响,对FeMnSi形状记忆合金低温松弛进行了分析,并探 求了解决FeMnSi形状记忆合金低温松弛的途径。
AXaa040015-01 热处理对CuZnAl形状记忆合金冷加工性能的影响*
研究了热处理对CuZnAl形状记忆合金冷加工性能的影响。结果表明,选择合适的热处理工艺可使CuZnAl形状记忆合金获得组织性能良好匹配,进而显著的改进合金的冷加工性能。
AXaa040016-01 CuAlNi形状记忆合金的液固相关性*
本 文选择了具有良好开发和应用前景的CuAlNi形状记忆合金为研究对象,研究形状记忆合金液体与固体的相关性,探讨液体结构与固体组织之间的遗传效应。对 这一问题的研究有助于从原子层次上按工程要求设计合金成分,解决生产中存在问题,提高记忆合金的性能,完善合金的液态结构遗传理论,对于进一步开发新型形 状记忆合金具有重要理论和应用价值。
AXaa040017-01 铁基形状记忆合金防松螺母的研究*
分析螺纹联接松动原因,提出利用铁基形状记忆合金来研制防松螺母,并对所研制螺母的防松性能进行试验研究。试验结果表明:该防松螺母具有较好的防松性能。另外,对螺母的重复使用性能和初始预紧力进行了分析、设计和测试。
AXaa040018-01 形状记忆合金NiTi的多体势研究*
形 状记忆合金作为一种新型功能性材料被广泛应用于化工、自动化、生物等领域。NiTi合金由于具有十分优越的形状记忆效应且性能稳定,应用越来越广阔。尽管 实验和应用有了极大的进展,但其微观结构和原子运动规律依然存在较大争议。基于原子间作用势的计算机模拟方法为我们在原子层次理解形状记忆行为提供了一种 重要途径,它的准确有铲的理论预测关键取决于原子间相互作用的描述。金属Ni和Ti的原子间相互作用势虽然有嵌入原子势(EAM)、Finniy- Sinclair(FS)、紧束缚模型(TB)等许多形式,但NiTi合金势却很少报道。本文介绍了一种方法构造势函数,其势函数的形式是EAM型,通过 量子化学从头算得到的第一原理数据和实验数据的拟合,构造出一套NiTi合金势。
AXaa040019-01 形状记忆合金TiNi微观结构的量化研究及记忆机理初探*
TiNi 合金是最早发现的形状记忆合金,也是至今该性能最佳的功能材料,已广泛应用于航天、医学、智能机械等领域,但至今形状记忆机理仍不清楚。本文应用量子化学 从头算研究Ti-Ni团簇的化学键,发现Ni-Ti金属对可与亚甲基CH2等瓣相似。由Ni-Ti金属对搭起的(NiTi)n团簇,与一般金属团簇中离域 键不同,出现强弱交替的定域键。
AXaa040020-01 Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金热机械循环训练效果的研究*
本文研究了热机械循环训练对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金形状记忆效应的影响。结果表明:对于不同碳含量的3种合金,只要中间退火温度选择适当,热机械循环训练都可显著提高合金的形状记忆合金。
AXaa040021-01 形状记忆合金在螺纹联接防松防断均载调节中的研究*
本文分析了螺纹联接松动、断裂、载荷不均的原因,并提出防松、防断、均载措施,即可采用NiTi形状记忆合金垫圈达到防松、防断、均载目的,还可采用 FeMnSi形状记忆合金螺母达到防松、防断目的。通过实验与计算分析,利用其效果是显著的。
AXaa040022-01 形状记忆合金的发展*
形 状记忆合金是一种在设定温度下具有形状记忆功能同时具有超弹性功能的新型功能材料。被誉为“智能合金”“跨世纪的新材料”。一般金属材料在受到外力后,首 先发生弹性变形,达到屈服点时就会发生塑性变形,应力消除后则会留下永久变形,而形状记忆合金则在发生了塑性变形后,经升温至某一温度(该温度经特殊处理 手段进行)之上,可完全回复到变形前的形状。
近几年,各种形状记忆合金产品相继问世,应用领域不断扩大,已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形 状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。本文归纳了目前具有形状记忆效应的合金的种类、成份及其形状记忆效应。其中TiNi基形状记忆合金不 仅具有独特的记忆功能与超弹性功能,而且还具有优良的理化性能与优异的生物相容性,其拉伸强度、疲劳强度、剪切强度、冲击韧性均明显优于普通不锈钢,其生 物相容性也远远好于不锈钢和钴铬合金。目前在航空航天,自动控制、制衣玩具、医疗器械、电器元件等领域已有少量TiNi基形状记忆合金商业产品。但从相变 温度来看,TiNi基形状记忆合金的使用温度最高只能达到373K,如果开发出能在更高温度下利用的形状记忆合金,就能更广泛地用于汽车发动和航空涡轮机 等方面,因此,报道高温形状记忆合金的研究开发情况是本文的重点之一。另外,还讨论了用于微型机械的TiNi形状记忆合金薄膜的研制、开发及应用前景。
AXaa040023-01 高记忆性能铁基形状记忆合金研制*
探 讨了适于工业化生产的铁基形状记忆合金成分。研究结果表明Fe16Mn55Si9Cr6Ni采用电炉冶炼加AOD或VOD加VHD均可以进行生产。铸锭的 开锻温度为1080℃,终锻温度为900℃;锻造管坯可以采用热挤压方法实施管材成形。挤压成形的毛管可以采用冷轧与冷拔相结合方法进一步加工成薄壁管。
AXaa040024-02 电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究*
镍 钛铌合金是最具工业实用价值的形状记忆材料,具有良好的形状记忆效应和超弹性行为,较高的力学性能,优良的耐磨耐腐蚀性能。它的应用领域极其广泛。相变点 作为镍钛铌合金的重要的不可或缺的参数,对它的测量就显得犹为重要。电阻法测量比较直观,精确度高,易于控制,是相变点测量的重要方法之一。
本文详细介绍了电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的具体方法、所用仪器设备和解决的几个实际问题。使最终的测量精度可以达到0.1度。完全符合工程应用及产业化的要求。
AXaa040025-02 热变形态TiNi形状记忆合金的组织与性能*
研 究热锻状态Ti-50.65at%合金的显微组织与形状记忆特性以及热处理工艺对其相变行为的影响,并揭示其本质原因。在金相显微镜下进行观察拍照。利用 扫描电镜进一步放大观察组织并拍照。在金相样品上测量试样的显微硬度,研究硬度性能的变化规律。在LK02型快速冷却膨胀仪进行膨胀分析,得到封闭的膨胀 曲线,测定相变点。利用弯曲法测定合金的回复率研究形状记忆特性。
AXaa040026-02 生物医用多孔镍钛形状记忆合金*
目 前有许多患者需进行硬组织替换与修复手术。国产生物材料不足1%,潜力巨大,亟需研制有自主知识产权的生物材料。传统致密态金属植入物由于其有着比人体硬 组织高得多的机械性能与弹性模量而承担大部分外力,造成应力屏蔽、骨质疏松、固定困难等问题.多孔NiTi形状记忆合金由于其诸多优点成为研究热点:独特 的整体多孔结构,有利于人体组织长入,体液和营养物质输送以及植入物可靠的固定;机械性能和弹性模量与人体硬组织的性能相匹配等。在俄罗斯,该合金已成功 用于矫形科、骨科、脊椎等修复与替换。
本文采用具有合成时间短、投资少、产物孔隙度高等优点的燃烧合成技术选用国产纯镍粉与钛粉成功制备大块多孔NiTi合金。
AXaa040027-02 NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层的工艺研究*
系 统研究了NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层过程中工艺参数对涂层成分及其结构形貌的影响,得出最佳沉积规范。在该规范下沉积的涂层均由 CaHPO4·2H2O组成,经碱处理后完全转变为HA。所制备HA涂层均匀致密,厚度为20μm,具有一定的结合强度,一下条件下涂层形貌由传统的针状 转变为片层状。初步探讨了HA涂层形貌转变的机理。
AXaa040028-02 带基板NiTi薄膜的应力状态及微观组织*
20 世纪90年代以来,微型机械电子系统(MEMS)受到愈来愈多的关注和重视,尤以微驱动器的研究最为引人注目。NiTi形状记忆合金薄膜由于具有回复应力 高、输出应变大、热及应力循环稳定性好的突出优势而成为MEMS微驱动器研究的热点之一,被广泛应用在微型泵、微型阀门等的设计制造中。其中应用较广的是 依靠硅基板提供偏置力的NiTi/Si复合驱动结构。显然,NiTi薄膜中的残余应力会对NiTi/Si结构的服役特性产生重要影响。本文分析探讨了带基 板NiTi薄膜的残余应力和组织结构的关系。
AXaa040029-02 热变形状态TiNi合金的两种相变*
由于 TiNi合金的形状记忆特性与其微观组织结构的关系极大,对热锻态TiNi合金的相变行为进行了考察。试验材料从热锻加工成的TiNi合金棒材上取得。成 分为Ti-50.6at%Ni。试样在520℃保温2h后空冷至室温(回复退火)。另取部分试样进行850℃保温1.5h空冷至室温(固溶处理)作为对 比。在HITACH H700透射电镜上观察合金的显微组织结构。用膨胀法测定合金的相变点。并作DSC分析以比较。
AXaa040030 形状记忆合金纤维混杂单层的阻尼预测
采用细观力学阻尼理论,分析SMA纤维和普通纤维混杂的单向单层材料的阻尼性能,给出材料在6个方向上的阻尼性能计算公式,通过数值算例讨论NiTi的阻尼混杂效应。
AXaa040031 形状记忆合金复合材料系统非线性动力学研究
研究了形状记忆合金复合材料系统的非线性动力学特性。基于Brinson的形状记忆合金本构关系和Dejonghe的内耗模型,提出了单自由度简化系统的模型建立方法。考虑材料系统刚度和阻尼的变化,在弱非线性和较强非线性两种情况下给出近似-解析解法。
AXaa040032 神奇的形状记忆材料
AXaa040033 TiNi形状记忆合金的研究动向
简 述了TiNi形状记忆合金(SMA)的研究与应用进展,指出了今后的发展方向。重点介绍了TiNi细丝、微管、薄板、薄带、薄膜的开发思想与应用目标,以 及TiNi SMA在智能复合材料方面的应用。TiNi SMA今后的发展方向是尺寸的超小化、超细化、超薄化;相变的高温化;热滞的宽化与窄化;功能的复合智能化以及组织性能的稳定化。有关TiNi基SMA方 面的新工艺、新材料及新用途的开发也是今后的研究方向。
AXaa040034 化学镀镍对铁基形状记忆合金性能的影响
铁基形状记 忆合金具有价格低、易加工、不必进行低温变形处理和低温储藏等优点,通过热机械循环处理等方法来有效地提高其回复率,但是耐酸、盐腐蚀性能较差。对铁基形 状记忆合金进行化学镀镍表面处理后,在基本保持铁基形状记忆合金优点的同时,大幅度提高了耐酸、盐腐蚀能力,从而拓宽了铁基形状记忆合金的应用范围。
AXaa040035 Cu-25Al-3Mn形状记忆合金淬火态马氏体亚结构特征及其在加热过程中的变化
利 用透射电镜、选区电子衍射等手段研究了Cu-25Al-3Mn形状记忆合金淬火态马氏体亚结构特征及其在加热过程中的变化。实验合金淬火态马氏体内部亚结 构(121)2H孪晶,该合金马氏体中产生T谱的孪晶是一些具有不同厚度的、平行入射电子束的片状非相干散射体,孪晶亚结构中最薄孪晶片厚度小于 2.02nm;在加热过程中,部分2H马氏体向18R马氏体转变,出现了层错亚结构特征。
AXaa040036 形状记忆合金薄膜在微机电系统中的应用
介绍介绍了以TiNi基合金为主的形状记忆合金薄膜在微驱动器和微传感器上的国内外应用性研究现状,并展望了其未来的发展趋势。
AXaa040037 承受各种循环加载的TiNi形状记忆合金的超弹性变形行为
通 过实验研究了不同加载速率和不同实验温度下承受完全循环加载以及部分加载卸载的TiNi形状记忆合金超弹性变形行为。分析了循环变形期间马氏体相变应力和 弹性模量变化的特性。研究表明在完全循环加载过程中,由于残余应变的存在,马氏体相变应力随循环增加而减小。马氏体相变应力的变化量(即残余应力)与残余 应变成线形关系。对于受过循环变形的机械训练的TiNi形状记忆合金,研究了部分加载和卸载情况下其超弹性变形,分析了相变开始与结束的应力特性。
AXaa05 高温合金
AXaa050001 EB-PVD热障涂层对高温合金基体断裂特征影响的研究
采 用EB-PVD方法在K3合金上(包括铸态和经标准热处理两种状态)沉积了由NiCoCrAlY金属粘结层与YSZ涂层顶层组成的双层结构的热障涂层。对 未涂层和涂层试样的拉伸性能进行了评估,并分析了涂层的制备和中间处理过程中基体的微观结构的变化。结果表明,在热障涂层的沉积以及中间处理过程中(真空 前处理及后处理),基体的铸态组织得到改善,产生了析出强化,使得在铸态K3合金基体上沉积热障涂层后基体的拉伸强度由800MPa提高到 1050MPa,而在经过标准热处理的合金基体上沉积热障涂层对基体的力学性能几乎没有影响。
AXaa050002 利用新型细化剂细化镍基高温合金K4169组织
一 种无夹杂细化方法被提出并用于镍基高温合金K4169的细化实践,即利用高温合金自身所含元素组成的金属化合物作为细化剂来细化该合金。试验发现新细化剂 NixAly在良好的搅拌条件下可以取得好的细化效果;而细化剂CrMNiN在一般工艺条件下即可取得好的细化效果。NixAly和CrMNiN使高温合 金K4169的组织分别由M4提高到M8.5和M10;试验也表明选用晶格匹配、比重与基体相相近的细化剂细化效果要好些。
AXaa050003 大型粉末高温合金锻件热处理过程的数值模拟
测 量并推算了盘件用FGH95合金的比热容等物理性能。用反推法计算了得到了热交换系数的计算函数公式,模拟计算了FGH95粉末高温合金锻件的温度和淬火 应力场,并与实测值进行了对比,结果相符。计算并实测了不同冷速下FGH95合金的力学怀疑。本研究结果对实际热处理工艺具有指导意义。
AXaa050004 高温合金的真空感应超纯净熔炼
论述了真空感应熔炼(VIM)超纯净高温合金工艺方法的特点及应用,讨论了高温合金真空感应熔炼的辅助工艺措施。
AXaa050005 我国粉末高温合金的研究现状
简要回顾了我国粉末高温合金的发展历史,概述了FGH95粉末涡轮盘、挡板的生产工艺和研究进展情况,分析了粉末高温合金中存在的缺陷以及质量控制,介绍了粉末高温合金今后的研究方向。
现 代高性能航空发动机的发展对高温合金的使用温度和性能的要求越来越高,采用传统的铸锭冶金工艺,由于冷却速度慢,铸锭中某些元素和第二相偏析严重,热加工 性能差,生产高合金化高温合金大型的零件很困难,并且组织不均匀,性能不稳定。如果铸锭尺寸降到微米级,即以颗粒凝固,冷却速度可达到 103~104K/s,从而使成分均匀,无宏观偏析,而且晶粒细小,改善了合金的热加工性能,提高了合金的拉伸强度和抗疲劳性能。
于是在上世纪60年代产生了高温合金粉末冶金技术。粉末高温合金主要用于制造先进航空发动机的压气机盘、涡轮盘、涡轮轴以及涡轮盘挡板等高温承力转动部件,目前还推广用于地面燃气涡轮发动机的涡轮盘等重要部件。
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Reference source from the internet. 目前实际开发应用的SMA主要是TiNi和Cu-Zn-AISMA,但由于受其热弹性马氏体相变的影响,使其工作温度均不超过100℃。然而在许多工业场 合如化工、核反应堆以及温度监测及控制等方面,要求使用温度高于150℃,甚至达300℃-600℃。因此高温SMA的研制和开发有着重要的意义,具有广 阔的应用前景。NiAI基高温SMA由于有大的可恢复应变、很高的Ms点、温度滞后小和优良和高温抗氧化性而成为有实用化潜力的SMA。β-NiAI用作 高温SMA主要存在两障碍:Ni5AI3相的时效析出和室温脆性。Ni5AI3相不具有可逆的相转变的特征,它的存在破坏了形状记忆效应。一般是通过控制 成分和热处理等方法来抑制Ni5AI3相的析出。室温脆性是NiAI SMA不能实用化的一个最主要的障碍。造成它的原因是B2结构的NiAI只能提供3个独立的滑移系,不满足Von Mses变形准则,以至变形时晶界处应力高度集中,导致晶界开裂。由于β相NiAI合金有很宽的成分范围,这就为在较大的成分区间内通过合金化来改善其形 状记忆性能和机械性能提供了可能性。
AXaa040006 电子辐照影响TiNi形状记忆合金R相变的研究
用能量为 1.7MeV不同注量的电子辐照了TiNi形状记忆合金,通过温度控制使辐照在合金的R相状态进行,发现辐照使合金的奥氏体逆转变开始温度As和结束温度 Af升高,随着辐照注量的增加有增大的趋势,且奥氏体转变滞后也有所增大;R相转变开始点Rs和转变结束点Rf略有增加。XRD结果表明电子辐照造成了R 相点阵畸变,随辐照注量的增加有增大的趋势。这一变化被认为是辐照引入的点缺陷导致了R相稳定化,并且部分缺陷钉扎了R相界面造成的。这一结果为记忆合金 相变点的调节提供了新方法。
AXaa040007 FeMnSi基形状记忆合金在水溶液中的电化学腐蚀
在FeMnSi基形状记忆 合金中加入N,能够化基体,改善其形状回复率,同时有可能提高抗腐蚀性能,采用浸泡试验和慢线性电位扫描法测量阳极化曲线等方法,以1Cr18Ni9Ti 不锈钢为参照,研究了FeMnSi、FeMnSiCr、FeMnSiCrN等合金在NaCl、NaOH、HCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,与 FeMnSi和FeMnSiCr相比,FeMnSiCrN在水溶液中有较好的抗腐蚀性能。
AXaa040008 膨胀法分析Fe-10Cr-5Si-4Ni形成记忆合金的恢复特性
利 用Formaster FTM-4型膨胀仪对Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的形状恢复特性进行了分析,测得了恢复应变随加热温度变化的连续曲线。结果表明,合金 在加热恢复前后,其热线膨胀系数基本不变;合金发生ε→γ马氏体逆相变的超始温度As和预变形量无关,而终止温度Af随预变形量的增加而升高;试样在恢复 过程中,前期和后期恢复较慢,中期恢复较快;合金的形状恢复率随预变形量的增大而降低;但最大可恢复应变出现在预变形量为5%左右。
AXaa040009 Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金管接头性能分析
对Fe -17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金管接头的形状记忆效应和连接性能进行了系统地分析,结果表明:形状恢复率随着预变形量的增加而降低;最大可恢复 应变出现在4-6%之间;预变形量为4.5-8%时管接头的紧固力较大,耐压密封性较好。热-机械训练可显著提高管接头的形状记忆效应、连接的紧固力和耐 压密封性。管接头的形状记忆效应随着其壁厚的增大而降低。连接长度越长,管接头的紧固力越小而耐压密封性越好。管接头结构对其连接的耐压密封性影响很大, 随结构的不同耐压密封性可有几倍的差异。
AXaa040010 声发射在形状记合金研究中的应用
介绍了声发射(AE)法 研究形状记忆合金的原理和基本方法。大量研究结果表明,通过检测形状记忆合金的AE信号、分析AE信号的特征参数,可研究和评价温度和应力诱发马氏体相 变,了解其马氏体相变过程及其特点,进而对作为AE源的形状记忆合金本身的性能和状态进行评价。作为一种动态无损检测技术,声发射对研究形状记忆合金智能 材料和结构起着重要作用。
AXaa040011-01 Ni-Mn-Ga磁性记忆合金的马氏体相变及应变恢复特性*
形状 记忆合金是一种新型功能材料,在航空、航天、医学、工程等领域被广泛用做驱动组元,但由于其形状记忆效应受温度场驱动,响应频率较低,因此大大限制了其在 工业中的广泛应用。磁性形状记忆合金是近年来发展起来的一种记忆合金,在外加磁场的作用下产生较大的可逆应变。磁性记忆合金做为一种潜在的、具有高响应效 率及大可恢复应变的记忆材料,受到了材料学界的普遍关注。
本文利用X射线衍射分析及透射电镜观察考察了Ni53Mn23Ga24单晶材料的热致马氏体的组织形貌、晶体结构及其亚结构,并通过压缩试验考察了不同变形量对形状记忆效应的影响规律。
AXaa040012-01 磁控形状记忆合金*
本 文综述了一种新型功能材料-磁控形状记忆合金,它通过磁场来驱动材料内部某些微观界面的移动,从而产生大的变形。这样它既具压电陶瓷和磁致伸缩材料那样快 的响应频率,又能如形状记忆合金那样输出大的应力或高的可逆应变。本文回顾了磁控形状记忆材料在国内外研究的最新进展,介绍了作者探索Co-Ni合金磁控 形状记忆性能的最新实验结果,并讨论了Ni-Mn-Ga和Co基合金中磁场诱发应变的不同机制。
AXaa040013-01 硅含量对铁基形状记忆合金的组织与性能影响*
FeMnSiCrNi合金是具有良好记忆性能,耐蚀性和加工性的新型功能材料。在产业化的过程中,对合金综合性能至关重要的Si元素的成分的合理控制及Si元素对FeMnSiCrNi组织与加工性能的影响,尚需有进一步研究。
AXaa040014-01 FeMnSi系形状记忆合金的低温松弛研究*
自 从A.Sato等在FeMnSi单晶合金中获得了完全的形状记忆效应以来,人们对FeMnSi系形状记忆合金给予了厚望,该合金具有单程形状记忆效应,其 成本低、强度高、恢复力大,特别用于输油管道的连接具有诱人的前景。自发现该合金的“低温松弛”现象后,国际上对FeMnSi形状记忆合金的研究突然减 少。所谓“低温松驰”是指随着温度的降低恢复力下降的现象,作为接管头在使用时,由于紧固力的松弛可能使管接头连接的耐压密封性降低而导致泄漏。但至今有 关FeMnSi形状记忆合金的恢复力随温度降低的变化和管接头的结构对管接头连接的耐压密封性影响,对FeMnSi形状记忆合金低温松弛进行了分析,并探 求了解决FeMnSi形状记忆合金低温松弛的途径。
AXaa040015-01 热处理对CuZnAl形状记忆合金冷加工性能的影响*
研究了热处理对CuZnAl形状记忆合金冷加工性能的影响。结果表明,选择合适的热处理工艺可使CuZnAl形状记忆合金获得组织性能良好匹配,进而显著的改进合金的冷加工性能。
AXaa040016-01 CuAlNi形状记忆合金的液固相关性*
本 文选择了具有良好开发和应用前景的CuAlNi形状记忆合金为研究对象,研究形状记忆合金液体与固体的相关性,探讨液体结构与固体组织之间的遗传效应。对 这一问题的研究有助于从原子层次上按工程要求设计合金成分,解决生产中存在问题,提高记忆合金的性能,完善合金的液态结构遗传理论,对于进一步开发新型形 状记忆合金具有重要理论和应用价值。
AXaa040017-01 铁基形状记忆合金防松螺母的研究*
分析螺纹联接松动原因,提出利用铁基形状记忆合金来研制防松螺母,并对所研制螺母的防松性能进行试验研究。试验结果表明:该防松螺母具有较好的防松性能。另外,对螺母的重复使用性能和初始预紧力进行了分析、设计和测试。
AXaa040018-01 形状记忆合金NiTi的多体势研究*
形 状记忆合金作为一种新型功能性材料被广泛应用于化工、自动化、生物等领域。NiTi合金由于具有十分优越的形状记忆效应且性能稳定,应用越来越广阔。尽管 实验和应用有了极大的进展,但其微观结构和原子运动规律依然存在较大争议。基于原子间作用势的计算机模拟方法为我们在原子层次理解形状记忆行为提供了一种 重要途径,它的准确有铲的理论预测关键取决于原子间相互作用的描述。金属Ni和Ti的原子间相互作用势虽然有嵌入原子势(EAM)、Finniy- Sinclair(FS)、紧束缚模型(TB)等许多形式,但NiTi合金势却很少报道。本文介绍了一种方法构造势函数,其势函数的形式是EAM型,通过 量子化学从头算得到的第一原理数据和实验数据的拟合,构造出一套NiTi合金势。
AXaa040019-01 形状记忆合金TiNi微观结构的量化研究及记忆机理初探*
TiNi 合金是最早发现的形状记忆合金,也是至今该性能最佳的功能材料,已广泛应用于航天、医学、智能机械等领域,但至今形状记忆机理仍不清楚。本文应用量子化学 从头算研究Ti-Ni团簇的化学键,发现Ni-Ti金属对可与亚甲基CH2等瓣相似。由Ni-Ti金属对搭起的(NiTi)n团簇,与一般金属团簇中离域 键不同,出现强弱交替的定域键。
AXaa040020-01 Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金热机械循环训练效果的研究*
本文研究了热机械循环训练对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金形状记忆效应的影响。结果表明:对于不同碳含量的3种合金,只要中间退火温度选择适当,热机械循环训练都可显著提高合金的形状记忆合金。
AXaa040021-01 形状记忆合金在螺纹联接防松防断均载调节中的研究*
本文分析了螺纹联接松动、断裂、载荷不均的原因,并提出防松、防断、均载措施,即可采用NiTi形状记忆合金垫圈达到防松、防断、均载目的,还可采用 FeMnSi形状记忆合金螺母达到防松、防断目的。通过实验与计算分析,利用其效果是显著的。
AXaa040022-01 形状记忆合金的发展*
形 状记忆合金是一种在设定温度下具有形状记忆功能同时具有超弹性功能的新型功能材料。被誉为“智能合金”“跨世纪的新材料”。一般金属材料在受到外力后,首 先发生弹性变形,达到屈服点时就会发生塑性变形,应力消除后则会留下永久变形,而形状记忆合金则在发生了塑性变形后,经升温至某一温度(该温度经特殊处理 手段进行)之上,可完全回复到变形前的形状。
近几年,各种形状记忆合金产品相继问世,应用领域不断扩大,已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形 状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。本文归纳了目前具有形状记忆效应的合金的种类、成份及其形状记忆效应。其中TiNi基形状记忆合金不 仅具有独特的记忆功能与超弹性功能,而且还具有优良的理化性能与优异的生物相容性,其拉伸强度、疲劳强度、剪切强度、冲击韧性均明显优于普通不锈钢,其生 物相容性也远远好于不锈钢和钴铬合金。目前在航空航天,自动控制、制衣玩具、医疗器械、电器元件等领域已有少量TiNi基形状记忆合金商业产品。但从相变 温度来看,TiNi基形状记忆合金的使用温度最高只能达到373K,如果开发出能在更高温度下利用的形状记忆合金,就能更广泛地用于汽车发动和航空涡轮机 等方面,因此,报道高温形状记忆合金的研究开发情况是本文的重点之一。另外,还讨论了用于微型机械的TiNi形状记忆合金薄膜的研制、开发及应用前景。
AXaa040023-01 高记忆性能铁基形状记忆合金研制*
探 讨了适于工业化生产的铁基形状记忆合金成分。研究结果表明Fe16Mn55Si9Cr6Ni采用电炉冶炼加AOD或VOD加VHD均可以进行生产。铸锭的 开锻温度为1080℃,终锻温度为900℃;锻造管坯可以采用热挤压方法实施管材成形。挤压成形的毛管可以采用冷轧与冷拔相结合方法进一步加工成薄壁管。
AXaa040024-02 电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究*
镍 钛铌合金是最具工业实用价值的形状记忆材料,具有良好的形状记忆效应和超弹性行为,较高的力学性能,优良的耐磨耐腐蚀性能。它的应用领域极其广泛。相变点 作为镍钛铌合金的重要的不可或缺的参数,对它的测量就显得犹为重要。电阻法测量比较直观,精确度高,易于控制,是相变点测量的重要方法之一。
本文详细介绍了电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的具体方法、所用仪器设备和解决的几个实际问题。使最终的测量精度可以达到0.1度。完全符合工程应用及产业化的要求。
AXaa040025-02 热变形态TiNi形状记忆合金的组织与性能*
研 究热锻状态Ti-50.65at%合金的显微组织与形状记忆特性以及热处理工艺对其相变行为的影响,并揭示其本质原因。在金相显微镜下进行观察拍照。利用 扫描电镜进一步放大观察组织并拍照。在金相样品上测量试样的显微硬度,研究硬度性能的变化规律。在LK02型快速冷却膨胀仪进行膨胀分析,得到封闭的膨胀 曲线,测定相变点。利用弯曲法测定合金的回复率研究形状记忆特性。
AXaa040026-02 生物医用多孔镍钛形状记忆合金*
目 前有许多患者需进行硬组织替换与修复手术。国产生物材料不足1%,潜力巨大,亟需研制有自主知识产权的生物材料。传统致密态金属植入物由于其有着比人体硬 组织高得多的机械性能与弹性模量而承担大部分外力,造成应力屏蔽、骨质疏松、固定困难等问题.多孔NiTi形状记忆合金由于其诸多优点成为研究热点:独特 的整体多孔结构,有利于人体组织长入,体液和营养物质输送以及植入物可靠的固定;机械性能和弹性模量与人体硬组织的性能相匹配等。在俄罗斯,该合金已成功 用于矫形科、骨科、脊椎等修复与替换。
本文采用具有合成时间短、投资少、产物孔隙度高等优点的燃烧合成技术选用国产纯镍粉与钛粉成功制备大块多孔NiTi合金。
AXaa040027-02 NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层的工艺研究*
系 统研究了NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层过程中工艺参数对涂层成分及其结构形貌的影响,得出最佳沉积规范。在该规范下沉积的涂层均由 CaHPO4·2H2O组成,经碱处理后完全转变为HA。所制备HA涂层均匀致密,厚度为20μm,具有一定的结合强度,一下条件下涂层形貌由传统的针状 转变为片层状。初步探讨了HA涂层形貌转变的机理。
AXaa040028-02 带基板NiTi薄膜的应力状态及微观组织*
20 世纪90年代以来,微型机械电子系统(MEMS)受到愈来愈多的关注和重视,尤以微驱动器的研究最为引人注目。NiTi形状记忆合金薄膜由于具有回复应力 高、输出应变大、热及应力循环稳定性好的突出优势而成为MEMS微驱动器研究的热点之一,被广泛应用在微型泵、微型阀门等的设计制造中。其中应用较广的是 依靠硅基板提供偏置力的NiTi/Si复合驱动结构。显然,NiTi薄膜中的残余应力会对NiTi/Si结构的服役特性产生重要影响。本文分析探讨了带基 板NiTi薄膜的残余应力和组织结构的关系。
AXaa040029-02 热变形状态TiNi合金的两种相变*
由于 TiNi合金的形状记忆特性与其微观组织结构的关系极大,对热锻态TiNi合金的相变行为进行了考察。试验材料从热锻加工成的TiNi合金棒材上取得。成 分为Ti-50.6at%Ni。试样在520℃保温2h后空冷至室温(回复退火)。另取部分试样进行850℃保温1.5h空冷至室温(固溶处理)作为对 比。在HITACH H700透射电镜上观察合金的显微组织结构。用膨胀法测定合金的相变点。并作DSC分析以比较。
AXaa040030 形状记忆合金纤维混杂单层的阻尼预测
采用细观力学阻尼理论,分析SMA纤维和普通纤维混杂的单向单层材料的阻尼性能,给出材料在6个方向上的阻尼性能计算公式,通过数值算例讨论NiTi的阻尼混杂效应。
AXaa040031 形状记忆合金复合材料系统非线性动力学研究
研究了形状记忆合金复合材料系统的非线性动力学特性。基于Brinson的形状记忆合金本构关系和Dejonghe的内耗模型,提出了单自由度简化系统的模型建立方法。考虑材料系统刚度和阻尼的变化,在弱非线性和较强非线性两种情况下给出近似-解析解法。
AXaa040032 神奇的形状记忆材料
AXaa040033 TiNi形状记忆合金的研究动向
简 述了TiNi形状记忆合金(SMA)的研究与应用进展,指出了今后的发展方向。重点介绍了TiNi细丝、微管、薄板、薄带、薄膜的开发思想与应用目标,以 及TiNi SMA在智能复合材料方面的应用。TiNi SMA今后的发展方向是尺寸的超小化、超细化、超薄化;相变的高温化;热滞的宽化与窄化;功能的复合智能化以及组织性能的稳定化。有关TiNi基SMA方 面的新工艺、新材料及新用途的开发也是今后的研究方向。
AXaa040034 化学镀镍对铁基形状记忆合金性能的影响
铁基形状记 忆合金具有价格低、易加工、不必进行低温变形处理和低温储藏等优点,通过热机械循环处理等方法来有效地提高其回复率,但是耐酸、盐腐蚀性能较差。对铁基形 状记忆合金进行化学镀镍表面处理后,在基本保持铁基形状记忆合金优点的同时,大幅度提高了耐酸、盐腐蚀能力,从而拓宽了铁基形状记忆合金的应用范围。
AXaa040035 Cu-25Al-3Mn形状记忆合金淬火态马氏体亚结构特征及其在加热过程中的变化
利 用透射电镜、选区电子衍射等手段研究了Cu-25Al-3Mn形状记忆合金淬火态马氏体亚结构特征及其在加热过程中的变化。实验合金淬火态马氏体内部亚结 构(121)2H孪晶,该合金马氏体中产生T谱的孪晶是一些具有不同厚度的、平行入射电子束的片状非相干散射体,孪晶亚结构中最薄孪晶片厚度小于 2.02nm;在加热过程中,部分2H马氏体向18R马氏体转变,出现了层错亚结构特征。
AXaa040036 形状记忆合金薄膜在微机电系统中的应用
介绍介绍了以TiNi基合金为主的形状记忆合金薄膜在微驱动器和微传感器上的国内外应用性研究现状,并展望了其未来的发展趋势。
AXaa040037 承受各种循环加载的TiNi形状记忆合金的超弹性变形行为
通 过实验研究了不同加载速率和不同实验温度下承受完全循环加载以及部分加载卸载的TiNi形状记忆合金超弹性变形行为。分析了循环变形期间马氏体相变应力和 弹性模量变化的特性。研究表明在完全循环加载过程中,由于残余应变的存在,马氏体相变应力随循环增加而减小。马氏体相变应力的变化量(即残余应力)与残余 应变成线形关系。对于受过循环变形的机械训练的TiNi形状记忆合金,研究了部分加载和卸载情况下其超弹性变形,分析了相变开始与结束的应力特性。
AXaa05 高温合金
AXaa050001 EB-PVD热障涂层对高温合金基体断裂特征影响的研究
采 用EB-PVD方法在K3合金上(包括铸态和经标准热处理两种状态)沉积了由NiCoCrAlY金属粘结层与YSZ涂层顶层组成的双层结构的热障涂层。对 未涂层和涂层试样的拉伸性能进行了评估,并分析了涂层的制备和中间处理过程中基体的微观结构的变化。结果表明,在热障涂层的沉积以及中间处理过程中(真空 前处理及后处理),基体的铸态组织得到改善,产生了析出强化,使得在铸态K3合金基体上沉积热障涂层后基体的拉伸强度由800MPa提高到 1050MPa,而在经过标准热处理的合金基体上沉积热障涂层对基体的力学性能几乎没有影响。
AXaa050002 利用新型细化剂细化镍基高温合金K4169组织
一 种无夹杂细化方法被提出并用于镍基高温合金K4169的细化实践,即利用高温合金自身所含元素组成的金属化合物作为细化剂来细化该合金。试验发现新细化剂 NixAly在良好的搅拌条件下可以取得好的细化效果;而细化剂CrMNiN在一般工艺条件下即可取得好的细化效果。NixAly和CrMNiN使高温合 金K4169的组织分别由M4提高到M8.5和M10;试验也表明选用晶格匹配、比重与基体相相近的细化剂细化效果要好些。
AXaa050003 大型粉末高温合金锻件热处理过程的数值模拟
测 量并推算了盘件用FGH95合金的比热容等物理性能。用反推法计算了得到了热交换系数的计算函数公式,模拟计算了FGH95粉末高温合金锻件的温度和淬火 应力场,并与实测值进行了对比,结果相符。计算并实测了不同冷速下FGH95合金的力学怀疑。本研究结果对实际热处理工艺具有指导意义。
AXaa050004 高温合金的真空感应超纯净熔炼
论述了真空感应熔炼(VIM)超纯净高温合金工艺方法的特点及应用,讨论了高温合金真空感应熔炼的辅助工艺措施。
AXaa050005 我国粉末高温合金的研究现状
简要回顾了我国粉末高温合金的发展历史,概述了FGH95粉末涡轮盘、挡板的生产工艺和研究进展情况,分析了粉末高温合金中存在的缺陷以及质量控制,介绍了粉末高温合金今后的研究方向。
现 代高性能航空发动机的发展对高温合金的使用温度和性能的要求越来越高,采用传统的铸锭冶金工艺,由于冷却速度慢,铸锭中某些元素和第二相偏析严重,热加工 性能差,生产高合金化高温合金大型的零件很困难,并且组织不均匀,性能不稳定。如果铸锭尺寸降到微米级,即以颗粒凝固,冷却速度可达到 103~104K/s,从而使成分均匀,无宏观偏析,而且晶粒细小,改善了合金的热加工性能,提高了合金的拉伸强度和抗疲劳性能。
于是在上世纪60年代产生了高温合金粉末冶金技术。粉末高温合金主要用于制造先进航空发动机的压气机盘、涡轮盘、涡轮轴以及涡轮盘挡板等高温承力转动部件,目前还推广用于地面燃气涡轮发动机的涡轮盘等重要部件。
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