TiNiFeNb形状记忆合金的组织结构及相变特性

材料工程与机械制造

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TiNiFeNb形状记忆合金的组织结构及相变特性

胡宁, 刘福顺

北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191

收稿日期:2010-08-18 修回日期:2010-09-22 出版日期:2011-05-25 发布日期:2011-05-19
通讯作者: Tel.: 010-82338550 E-mail: liufs@buaa.edu.cn E-mail:liufs@buaa.edu.cn
作者简介:胡宁(1986- ) 男,硕士研究生。主要研究方向:形状记忆合金。 E-mail: abchuning@126.com刘福顺(1954- ) 男,博士,教授。主要研究方向:形状记忆合金。 Tel: 010-82338550 E-mail: liufs@buaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金创新研究群体科学基金(50921003)

Microstructure and Transformation Behavior of TiNiFeNb Shape Memory Alloys

HU Ning, LIU Fushun

School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China

Received:2010-08-18 Revised:2010-09-22 Online:2011-05-25 Published:2011-05-19

摘要/Abstract

摘要： 通过向Ti₅₀Ni₅₀合金中加入Fe和Nb元素,制备出一种四元Ti₄₉Ni_50-XFe_XNb₁形状记忆合金。采用X射线衍射和背散射电子衍射的方法,测试和分析了合金的相结构及微观组织形态,采用电阻法系统研究了合金的相变特性。结果表明:Nb元素的加入并没有改变TiNiFe合金的B2结构,仅导致了极少量的富Nb相在基体中析出。但是Nb元素的加入抑制了合金相变过程中R相的产生;随着Fe元素原子分数从1%提高到3%,合金的马氏体相变开始温度从273.7 K急剧降低至137.2 K。另外,Ti₄₉Ni₄₇Fe₃Nb₁形状记忆合金表现出良好的形状记忆效应。当预应变为8%时,合金的应变回复率达到了92.66%。

关键词: 形状记忆合金, Ti₄₉Ni_50-XFe_XNb₁, 微观组织结构, 相变特性, 形状记忆效应

Abstract: A series of quaternary shape memory alloys Ti₄₉Ni_50-XFe_XNb₁ (at%) are prepared by adding elements Fe and Nb into alloys Ti₅₀Ni₅₀. The microstructure morphology and phase transition behavior of these alloys are studied systematically by X-ray diffraction, backscattered electron and electrical resistance measurements. It is shown that the addition of Nb does not change the phase structure of alloy TiNiFe (B2) and it just causes a tiny quantity of Nb-rich phase to precipitate in the matrix. However, the Nb addition inhibits the appearance of the R-phase in the process of phase transformation. With the increase of Fe content from 1 at% to 3 at%, the martensitic transformation temperature decreases rapidly from 273.7 K to 137.2 K. In addition,shape memory alloys Ti₄₉Ni₄₇Fe₃Nb₁ exhibites good shape memory effect and its strain recovery rate reaches 92.66% after a pre-strain of 8%.

Key words: shape memory alloys, Ti₄₉Ni_50-XFe_XNb₁, microstructure, transformation behavior, shape memory effect

中图分类号:

V252
TG139.6

胡宁, 刘福顺. TiNiFeNb形状记忆合金的组织结构及相变特性[J]. 航空学报, 2011, 32(5): 948-952.

HU Ning, LIU Fushun. Microstructure and Transformation Behavior of TiNiFeNb Shape Memory Alloys[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2011, 32(5): 948-952.

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