热轧对Ti50Ni50-xAlx(x=1,2,4)形状记忆合金微观组织、相变和力学性能的影响

doi:CNKI:11-1929/V.20101116.1733.000

材料工程与机械制造

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热轧对Ti₅₀Ni_50-xAl_x(x=1,2,4)形状记忆合金微观组织、相变和力学性能的影响

李岩^1,2, 肖莉^1,2, 宋晓云^1,2

1. 北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191;
2. 北京航空航天大学空天材料与服役教育部重点实验室, 北京 100191

收稿日期:2010-06-21 修回日期:2010-07-09 出版日期:2011-03-25 发布日期:2011-03-24
通讯作者: Tel.:010-82315989 E-mail: liyan@buaa.edu.cn E-mail:liyan@buaa.edu.cn
作者简介:李岩(1973- ) 男,副教授。主要研究方向:金属智能材料和生物医用金属材料。 Tel: 010-82315989 E-mail:liyan@buaa.edu.cn 肖莉(1976- ) 女,博士。主要研究方向:形状记忆合金。 Tel: 010-82315989 E-mail:xiaoli@mse.buaa.edu.cn宋晓云(1983-) 女,博士研究生。主要研究方向:金属间化合物。 Tel: 010-82315989 E-mail:sxy@mse.buaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(50501001); 航空科学基金 (2008ZF51082); 教育部新世纪优秀人才计划(NCET-09-0024)

Effect of Hot-rolling on Microstructures, Phase Transformation and Mechanical Properties of Shape Memory Alloys Ti₅₀Ni_50-xAl_x (x=1, 2, 4)

LI Yan^1,2, XIAO Li^1,2, SONG Xiaoyun^1,2

1. School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China;
2. Key Laboratory of Aerospace Materials and Performance (Ministry of Education), Beihang University, Beijing 100191, China

Received:2010-06-21 Revised:2010-07-09 Online:2011-03-25 Published:2011-03-24

摘要/Abstract

摘要： 形状记忆合金的相变和力学性能受机械加工过程影响明显。在850 ℃下将Ti₅₀Ni_50-xAl_x (x=1,2,4)形状记忆合金轧制成为板材。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对合金的微观结构研究表明:合金由NiTi相和Ti₂Ni相组成,Al元素在Ti₂Ni相中的固溶度比在TiNi相中高。差示扫描量热分析和电阻-温度测试表明:随着Al元素原子分数的增加,合金R相变和马氏体相变温度均下降,而两个相变之间的温度差增大。经850 ℃轧制以后,合金中Ti₂Ni相减少,NiTi相中Al元素增加,从而使合金R相变和马氏体相变温度进一步降低,两个相变之间的温度差进一步增加,同时提高了合金的室温塑性。

关键词: NiTi, 形状记忆合金, 轧制, 马氏体相变, 力学性能

Abstract: The phase transformations and mechanical properties of shape memory alloys are remarkably affected by mechanical processing. In this study shape memory alloys Ti₅₀Ni_50-xAl_x (x=1, 2, 4) are rolled into a plate at 850 ℃. The microstructures of the alloys are investigated by scanning electronic microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction. The results show that the alloys are composed of NiTi and Ti₂Ni phases and the solid solubility of Al in the latter is higher than that in the former. The differential scanning calorimetry and electric resistance vs temperature measurements indicate that with the increasing Al content both the R and martensitic transformation temperatures decrease, and the temperature difference between the two transformations is enlarged. After hot-rolling at 850 ℃, the volume ratio of the Ti₂Ni phase in the alloy decreases and the solid solubility of Al in the NiTi phase increases. Furthermore, the hot-rolling induces the decrease of R and martensitic transformation temperatures and the increase of their transformation temperature difference as well as the improvement of plasticity of the alloys at room temperature.

Key words: NiTi, shape memory alloy, rolling, martensitic transformation, mechanical property

中图分类号:

李岩, 肖莉, 宋晓云. 热轧对Ti₅₀Ni_50-xAl_x(x=1,2,4)形状记忆合金微观组织、相变和力学性能的影响[J]. 航空学报, 2011, 32(3): 531-537.

LI Yan, XIAO Li, SONG Xiaoyun. Effect of Hot-rolling on Microstructures, Phase Transformation and Mechanical Properties of Shape Memory Alloys Ti₅₀Ni_50-xAl_x (x=1, 2, 4)[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2011, 32(3): 531-537.

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Effect of Hot-rolling on Microstructures, Phase Transformation and Mechanical Properties of Shape Memory Alloys Ti₅₀Ni_50-xAl_x (x=1, 2, 4)

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