激光焊接NiTi合金的性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文系統(tǒng)地研究了超彈性Ti-50.6at.﹪Ni合金絲脈沖激光焊接接頭的組織和性能,目的在于揭示用激光焊接方法加工微小醫(yī)療器械的可行性。主要結論如下: NiTi合金細絲激光點焊時需選擇小電流、大脈寬、負離焦量,同時采用Ar氣保護;激光點焊接頭的熔化區(qū)由樹枝晶組成,熱影響區(qū)靠近熔池的部分為粗大等軸晶,靠近母材的部分為細小等軸晶;激光焊接會影響到NiTi合金絲的相變行為,使NiTi合金絲的相變過程由B2-R-B19'轉變?yōu)锽2-B1

2、9'且相變溫度發(fā)生變化;接頭中碳化物的數(shù)量明顯少于母材;接頭的抗拉強度和延伸率低于母材。在37℃時,接頭的抗拉強度可達母材的60﹪,加載到應變?yōu)?﹪后卸載,接頭和母材的殘余應變?yōu)榉謩e為1.06﹪和0.45﹪,接頭性能降低的原因是由于激光焊接所形成的樹枝晶。 NiTi合金激光焊接組織的耐蝕性和血液相容性比母材好。由于激光焊接組織中夾雜物的數(shù)量較少,表面易形成均勻、連續(xù)的鈍化膜,從而提高了NiTi合金的耐蝕性和血液相容性。在相同條件

3、下,NiTi合金激光焊接組織的鈍化電位區(qū)間比母材的大,擊穿電位比母材的高,凝血時間較長,血小板粘附量較少,變形小。 熱循環(huán)和退火會對NiTi合金激光點焊接頭的相變行為產生影響。熱循環(huán)后接頭中出現(xiàn)R相變,隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加,R相變向高溫方向移動,M相變向低溫方向移動,R相存在的溫度區(qū)間變寬,其主要原因是熱循環(huán)在基體中引入位錯。激光焊接NiTi合金經退火后,也出現(xiàn)R相變,隨著退火溫度的升高,R相變峰向低溫方向移動,M相變峰也向低溫

4、方向移動,但移動的非常小,R相變和M相變之間的距離縮小,其主要原因是退火過程中產生了Ti3Ni4析出相。 NiTi合金激光點焊接頭具有較好的超彈性疲勞性能。在加載卸載循環(huán)時,盡管開始時接頭的殘余應變比母材的大,但隨著循環(huán)次數(shù)的增加,殘余應變趨向穩(wěn)定。在旋轉彎曲疲勞中,當應變量大于0.4﹪時,在相同的應變下,接頭的旋轉彎曲疲勞壽命低于母材;當應變量小于0.4﹪,接頭和母材的疲勞壽命都超過100萬次。溶液中Cl-濃度和溶液的pH值對

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