CuZnAl雙程記憶合金的制備方法研究.pdf

1、形狀記憶合金被譽為熱驅(qū)動的功能材料,同時兼具傳感功能,受到廣泛關(guān)注。本文采用熔煉方法制備了CuZnAl形狀記憶合金,并通過改變合金時效工藝和雙程訓(xùn)練工藝,制備出性能不同的CuZnAl雙程形狀記憶合金。采用OM、SEM、DSC、XRD對不同工藝條件下的試樣組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,同時對試樣進(jìn)行了回復(fù)率和力學(xué)性能測試。得到如下結(jié)論:
　　(1)時效工藝對合金組織和性能有很大的影響,時效能夠減少合金因固溶淬火所產(chǎn)生的大量空位,降低空位密度,

2、提高合金馬氏體有序度,從而提升合金的形狀記憶性能。實驗合金的最佳雙級時效工藝為200℃×10min油浴+50℃×10min水浴,此時得到板條狀馬氏體組織,馬氏體邊界平直清晰,合金記憶性能優(yōu)越:單程回復(fù)率達(dá)到97.3％,經(jīng)適當(dāng)雙程訓(xùn)練后,雙程回復(fù)率可達(dá)40.1%。
　　(2)在熱機械循環(huán)訓(xùn)練過程中存在一個最佳預(yù)變形量εL(ε=2.7%),當(dāng)ε<ε L時,預(yù)變形量增加,合金形狀記憶回復(fù)率提高;當(dāng)ε>ε L時,預(yù)變形量增加,合金形狀記憶

3、回復(fù)率迅速降低。
　　(3)熱機械循環(huán)訓(xùn)練使合金內(nèi)部產(chǎn)生擇優(yōu)取向的位錯結(jié)構(gòu),能夠為馬氏體提供一個特定的擇優(yōu)轉(zhuǎn)變路徑,從而使合金獲得大量的擇優(yōu)取向馬氏體,提高合金的雙程記憶效應(yīng);但是位錯結(jié)構(gòu)以及其他缺陷會增加馬氏體逆相變的困難程度,從而使合金的單程形狀記憶回復(fù)率迅速下降。當(dāng)循環(huán)訓(xùn)練次數(shù)超過12次左右的時候,合金的雙程記憶性能開始出現(xiàn)緩慢下降趨勢,因為在不斷的熱機械循環(huán)訓(xùn)練過程中,合金位錯不斷增值,位錯密度逐漸增加,馬氏體變體殘留量增

4、大,有序度下降,造成合金雙程記憶性能衰減。之后,由于位錯的增加速度開始減緩,使得合金單程形狀記憶性能降低速度變慢,單程記憶性能趨于穩(wěn)定。
　　(4)不同的熱機械循環(huán)訓(xùn)練溫度(即在純馬氏體相、純奧氏體相以及馬氏體和奧氏體混合相進(jìn)行熱機械循環(huán)訓(xùn)練)對合金記憶性能的影響具有以下特征:在純馬氏體狀態(tài)下進(jìn)行訓(xùn)練時,由于訓(xùn)練溫度小于Mf,馬氏體無法轉(zhuǎn)變?yōu)槟赶?合金無法表現(xiàn)出雙程記憶性能;在純奧氏體狀態(tài)下訓(xùn)練時,合金雙程形狀回復(fù)率隨著訓(xùn)練次數(shù)的