【摘要】：受母相強度低和熱力學限制,形狀記憶合金難以在低溫、寬溫域內呈現(xiàn)高超彈應力。最近,本課題組通過成分設計、熔煉、鍛造及拔絲等工藝獲得的Ni_xTi_yNb_z記憶合金絲材在低溫、寬溫域(-196℃至60℃)呈現(xiàn)出前所未有的超彈特性,其高超彈應力是商用NiTi記憶合金的3倍,遠高于已報道的SMA的超彈應力。為探究Ni_xTi_yNb_z記憶合金高超彈特性的微觀來源,本文利用SEM、TEM、STEM及EDS研究了Ni_xTi_yNb_z合金的微觀組織、相組成及元素分布。SEM結果表明,Ni_xTi_yNb_z鑄錠、溫拔絲中出現(xiàn)了亮暗襯度相間的成分非均勻組織;而在冷拔絲中非均勻組織基本消失。冷拔絲的晶體結構屬于B2母相,STEM結果表明,Ni_xTi_yNb_z冷拔絲基體中存在亮暗襯度區(qū)域,但是利用能譜沒有分辨出明顯的成分差別。經成分微調后獲得了Ni_(x+0.5)Ti_(y+1.5)Nb_(z-2)溫拔絲,TEM、STEM及EDS結果表明,該合金絲材呈現(xiàn)出亮暗襯度相間的微觀組織,暗襯度區(qū)域的晶體結構為B2母相,是貧Ni、Nb富Ti區(qū)域;亮襯度區(qū)域呈條狀組織分布,為富Ni、Nb貧Ti區(qū)域并且其中分布著第二相。此外,本文還利用電阻測試、原位降溫同步輻射、原位降溫TEM研究了在降溫過程中NiTiNb合金的相變行為、相結構變化及微觀組織演變。研究結果發(fā)現(xiàn),NiTiNb記憶合金在降溫過程中保持B2母相結構不變,但呈現(xiàn)電阻率異常升高、電子衍射花樣出現(xiàn)額外斑點且斑點的強度隨溫度下降而增強等異常現(xiàn)象。這些異�，F(xiàn)象與以往報道的馬氏體預相變及應變玻璃轉變相似,其根源有待于進一步研究。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.6
【圖文】：

1.13 Ni50+xTi50-x-[40]Fig. 1.13 Temperature-composition (T-c) phase diagram for as-quenched Ni50+xTi50-x[圖 1.14 給出了 Ni51.5Ti48.5合金在不同溫度下的 XRD 圖譜，可以看出，降合金的平均相結構始終保持 B2 母相沒有其他相衍射峰的出現(xiàn)。Ren 等位高分辨透射電鏡對比了不同成分的 Ni50+xTi50-x（0≤ x ≤2）合金體系在 5 K 溫度范圍內的微觀組織變化。研究結果發(fā)現(xiàn)，在 B2→B19’相變溫度xTi50-x（0≤ x ≤1）相變?yōu)?B19’馬氏體，這與文獻報道[28]的長程有序轉變，對于 Ni50+xTi50-x（x㧐1）體系，298 K 時，其衍射花樣（圖 1.15（a）出現(xiàn)母相衍射斑點外，在接近母相 1/3 位置處出現(xiàn)了微弱彌散的額外斑點果表明，隨著溫度的降低，這些類 R 相衍射斑點增強，并且逐漸接近 R點的位置。對于低 Ni 含量（缺陷含量低）的合金，其變化趨勢更明顯。度下，通過暗場像觀察到尺寸為 1-5 nm 的納米疇隨機分布在類 B2 基體溫度的降低，這些納米疇逐漸長大（圖 1.15（b）所示）。當溫度低于 T疇的尺寸不再變化，阻止了長程有序 R 相馬氏體的形成。

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本文編號：2718638