Ti-Ta-Zr高溫記憶合金的馬氏體相變與形狀記憶效應.pdf

1、Ti-Ta合金塑性好、冷熱加工性能優(yōu)異，是一種極具應用潛力的高溫記憶合金，但Ti-Ta合金熱循環(huán)過程中析出ω相導致相變溫度不穩(wěn)定，成為制約該合金應用和發(fā)展的瓶頸。論文采用Zr摻雜抑制ω相析出，提高相變溫度穩(wěn)定性，并利用熱機械處理改善形狀記憶效應。
　　論文采用X射線衍射分析、透射電子顯微分析、掃描電鏡觀察、示差掃描量熱分析、室溫拉伸試驗等方法系統(tǒng)研究了Zr含量和熱機械處理對Ti-Ta-Zr合金微觀組織結構、馬氏體相變、力學行為和形

2、狀記憶效應的影響規(guī)律及機制。
　　研究發(fā)現(xiàn)，當Zr含量不超過20at％時，Ti70Ta30-xZrx合金冷卻時發(fā)生β→?″馬氏體相變，Zr含量增加，相變溫度升高；當Zr含量為25at%時，發(fā)生β→?′馬氏體相變。固溶態(tài)合金?″馬氏體變體多呈自協(xié)作形態(tài)，亞結構主要為(111)?型孿晶。Ti70Ta15Zr15合金冷軋后?″馬氏體變體粗大，多呈交叉形貌，變體內存在高密度纏結位錯，經973K、0.5h退火后發(fā)生再結晶，?″馬氏體形態(tài)和亞

3、結構接近固溶態(tài)合金，變體內部位錯密度低且呈規(guī)則組態(tài)。
　　Ti70Ta30合金熱循環(huán)過程中析出ω相，相變溫度隨循環(huán)次數(shù)增加單調下降，熱循環(huán)20次后下降達80K。Zr摻雜抑制了ω相析出，提高了相變溫度穩(wěn)定性。Ti70Ta15Zr15合金在最初的5次熱循環(huán)中相變溫度略有下降，下降幅度小于5K，在隨后的熱循環(huán)中，相變溫度保持不變，顯示了良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性。
　　Zr含量和熱機械處理對Ti70Ta30-xZrx合金的拉伸變形行為有顯

4、著影響。當Zr含量為5~15at%時，固溶態(tài)合金室溫拉伸應力-應變曲線上出現(xiàn)兩個明顯應力平臺，分別對應于?″馬氏體變體再取向和塑性變形，Zr含量增加平臺應力增加；固溶態(tài)Ti70Ta30和Ti70Ta10Zr20合金的應力-應變曲線上只出現(xiàn)一個明顯的應力平臺。Ti70Ta30合金冷軋后經873K和973K退火，應力-應變曲線上出現(xiàn)兩個明顯的應力平臺；Ti70Ta15Zr15合金冷軋后經不低于873K退火，應力-應變曲線出現(xiàn)兩個明顯的應力平