徐家文[1]2006年在《CuZnAl（Dy、Gd）形状记忆合金组织及性能研究》文中指出本文采用铸造方法制备CuZnAl(Dy、Gd)形状记忆合金,通过光学显微组织观察、扫描电子显微分析、x射线衍射分析、DSC测量相变温度、形状记忆回复率测定、化学浸泡腐蚀试验、动电位极化试验等方法较为系统研究了合金的微观组织结构、相变行为、形状记忆效应和耐腐蚀性能,揭示了稀土元素Dy和Gd对CuZnAl合金组织和性能的影响规律和机理。研究表明,稀土元素Dy和Gd在合金中形成细小弥撒的球状富稀土相,有效细化合金铸态显微组织,并在固溶处理过程中抑制晶粒长大。合金中稀土含量达0.08wt.%以后,铸态晶粒尺寸由原来的0.52mm降到0.30mm以下,合金断裂方式由脆性断裂转变为延性断裂。稀土元素提高合金的相变温度,改善合金的记忆性能。随稀土含量增多,合金形状记忆回复率提高,Dy含量在0.08wt.%左右、Gd含量在0.08～0.12wt.%之间时回复率最高。CuZnAl( Dy,Gd)合金在NaCl和NaOH溶液中主要发生均匀腐蚀,抗化学腐蚀性能明显提高。电化学腐蚀测试中,Dy和Gd提高合金在NaCl溶液中的开路电位,腐蚀电流密度降低10倍左右。
李玉祥[2]2003年在《CuZnAl（RE）形状记忆合金滚滑动磨损性能研究》文中提出本文选用五种相变点成分的CuZnAl(RE)形状记忆合金，应用四种热处理工艺后进行了在油润滑、酸性、碱性介质条件下的滚滑动磨损试验。在变载荷定时间、变时间定载荷条件下对CuZnAl(RE)形状记忆合金磨损性能和磨损规律进行了研究。采用电子扫描电镜(SEM)对合金磨损表面和磨屑进行了观察，用电子能谱仪对磨屑液进行了成分分析，用X射线衍射仪(XRD)对合金的相组成进行了分析，用万分之一光电天平测量合金的磨损失重。试验结果表明：在油润滑条件下，热处理工艺对合金磨损性能有影响，磨损性能由优到次为分级淬火100℃、两级时效150℃、两级时效100℃、分级淬火150℃。不同相变点对合金磨损性能也有影响，Ms=26℃合金耐磨性最好。合金之所以耐磨主要因为超弹性、弹性模量非线性、高屈服强度、以及应力诱发马氏体、马氏体择优取向。在酸、碱介质条件下，热处理工艺及相变点对合金磨损性能无明显影响，主要是因为在酸、碱性介质条件下，腐蚀使CuZnAl(RE)形状记忆合金环磨损表面失去了原来的组织特性——超弹性及马氏体择优取向，合金组织之间的微小差异对磨损性能的影响不大。因此酸、碱介质条件下，磨损实质是腐蚀和粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损的交互作用过程。
余华军[3]2006年在《形状记忆合金的温度记忆效应研究》文中提出形状记忆合金由于其独特的形状记忆效应和超弹性,已得到了大量的研究和广泛的应用。随着形状记忆合金温度记忆效应的发现与研究,将在许多领域有着更广泛的应用前景。温度记忆效应是形状记忆合金经过升温时不完全相变循环后得到的,其微观机理和相变特性机制还不是十分清楚。本文利用弹簧的收缩率-温度曲线和示差扫描量热法(DSC)等初步研究了热循环中TiNi(Cu)形状记忆合金以及CuAlNi单晶体和CuZnAl多晶体形状记忆合金的温度记忆效应,探讨了温度记忆效应的微观机理和相变特性并得到了以下有价值的新结果。(1)利用用热处理和热机械训练方法研制了具有双向形状记忆的TiNi和TiNiCu弹簧,用磁控溅射法制备的TiNi和TiNiCu合金薄膜,及CuAlNi单晶体和CuZnAl多晶体等系统地研究了温度记忆效应。表明温度记忆效应是形状记忆合金的固有现象,是通过升温时不完全相变循环诱发的,进行N次不同停止温度按降序的不完全相变循环后,那么有N个温度被记忆了。并且,不完全相变循环的次数对温度记忆效应有重要的影响。(2)研究发现温度记忆效应说是一个可逆的过程。随后的完全相变循环后立即消失。(3)M1和M2是马氏体的两种变体,有着不同的取向结构和弹性应变能,使得M1和M2在不同的温度下转变成奥氏体。因此马氏体里面储存的弹性应变能和马氏体与母相之间的共格应变是温度记忆效应的可能微观机理。(4)TiNi形状记忆合金经一定温度退火1h后,降温至Ts(Ms<Ts<Rf)后停止降温,接着升温测得DSC曲线仅得到两个吸热峰,即R相→B2和马氏体相→B2。随着进一步降温至Ms和Mf之间,能观测到叁个吸热峰,即R相→B2和两类马氏体相→B2。表明降温时不完全相变对相变特性有很大影响。
李周[4]2002年在《铜基形状记忆合金中的相变及其相关效应的研究》文中认为本论文利用电阻-温度曲线测量，形状记忆效应测定，X射线衍射分析，透射电镜、扫描电镜以及原位金相观察，力学性能测试等方法系统研究了Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体结构、马氏体与母相耐热稳定性及稳定化机理，并据此提出了提高铜基形状记忆合金耐热稳定性的途径。在此基础上设计了一种新型的具有强的抗马氏体稳定化性能、抗母相分解性能和抗热循环衰减性能的Cu-24Al-3Mn合金。同时利用Cu-24Al-3Mn合金与QBe2爆炸复合，研制出了一种新型的弹性减振复合材料，并己应用于XXX重点武器型号上。此外还研制出了一种新型的具有优异冷加工性能、良好的相变稳定性和可逆性的廉价的宽滞后Cu-18.4Al-8.7Mn-3.4Zn-0.1Zr记忆合金，系统地研究了该合金的冷加工性能，应力诱发马氏体具有宽的相变滞后同时具有较高的可逆性的变形条件及形成机制，同时，利用该合金制备出了宽滞后记忆管接头，并试用于美菱冰箱管路连接上。具体研究结果如下： 1．为突出马氏体稳定化效应，特设计了高M_s点(M_S≈200℃)的Cu-13Zn-15Al(at％)合金作为研究对象。该合金空冷淬火态马氏体具有M18R结构，其晶格常数为：a=0.4422nm，b=0.5329nm，c=3.818nm，β=88.80°。该马氏体晶格原子分布是有序的，基面原子分布为：位置Ⅰ-15／25Al+10／25Cu，位置Ⅱ-Cu，位置Ⅲ-13／25Zn+12／25Cu。该合金空冷态的马氏体极易发生稳定化，与马氏体稳定化过程相伴随的宏观效应有：①A_S点向高温区移动，上升幅度可达70℃以上(即由250℃上升到320℃)；②马氏体电阻反常增大；③马氏体在原来基础上出现反常再浮凸；④马氏体表现出逆向记忆效应；⑤X-射线衍射谱上马氏体的(12ι)_M与(20)_M、(04ι)_M与(32)_M峰对分别发生简并，(0018)_M衍射峰的d值增大，即M18R马氏体晶格常数a与c增大，b减小，a／b→0.866，单斜角β→90°。其中②～④条宏观效应是首次发现的。 2．对比分析了马氏体稳定化中的宏观效应②～⑤与马氏体相变(β_1→M)宏观效应的相似性，并椐此提出了马氏体稳定化的晶体学模型，即马氏体稳定化实质上是一个同时具有扩散和切变特征的M18R→N18R转变过程。它的扩散特征表现在基面原子排列趋于无序化，它的切变特征表现在马氏体反常再浮凸和逆博士学位论文摘要 向记忆效应。3.详细研究了稳定化了的马氏体的逆变过程，不同于热弹性马氏体靠p:从界面 运动而逆变的模式。稳定化了的马氏体是靠在马氏体变体内某一固定取向的母 相重新形核长大而逆变。这种逆变是不完全的，但它仍能产生正向记忆效应。4.Cu一1 3Zn一15AI(at%)合金pl母相结构稳定性差，稳定化了的马氏体逆变成 p:母相后，立即发生旦;一p十Q分解，冷却至低温后不再发生马氏体相变， 不能再进行相变热循环。稳定化了的马氏体逆变后，旦;一p+Q分解发生在马 氏体原变体轮廓内，使分解组织具有遗传特征。分解了的组织在更高的温度下 会重新回溶为p相，且原马氏体边界形成的分解组织常最后回溶，在分解组织 遗传特性未完全消失以前，它会控制原变体内回溶产物p相在空冷时日一p， 一M转变的新生马氏体取向，使其仍沿原变体取向生长，从而产生二次逆向 记忆效应。5.Cu一Zn一AI合金不但抗马氏体稳定化能力差，而且抗母相分解能力和抗热循环 衰减能力也差。由于Cu一13Zn一15AI合金Ms点太高(MS岛200℃)，马氏体相 易稳定化，而稳定化了的马氏体在较高温(犯O℃)逆变后由于立即分解，因 此无法进行热循环，故选用Cu一19Zn一13AI(at%)合金(MS“10℃)研究抗母 相分解能力和抗热循环衰减能力。对于Cu一19Zn一13AI合金，母相时效时(220 ℃)，它极易分解，分解过程为:首先发生日;母相~贝氏体转变，进而贝氏体 一Q相转变，或由p:母相直接分解生成p+Q相。由于分解产物贝氏体和Q相 均富Cu，它们的产生使母相基体富Zn、富Al，从而引起MS点下降，下降幅 度可达60℃。并且分解过程很快，220℃时效5一6小时就全部完成，此后不再 发生马氏体相变。该合金在热循环中也易于发生性能衰减，前10次循环，Ms 降低约24℃，经500次热循环后，可逆马氏体转变量降为70%。与热循环过 程中性能衰减相伴随的组织结构变化为:①部分马氏体发生了稳定化，不再参 与正逆转变，它直接导致可逆马氏体量减少;②马氏体结构次近邻(~)有 序度降低，次近邻有序度的降低引起马氏体相对母相能量升高，因而MS点下 降。热循环中次近邻有序度的降低与有关位错运动相关。6.根据上述研究，提出了Cu一Zn一Al记忆合金耐热稳定性较差的原因以及提高 铜基记忆合金耐热稳定性的途径。耐热稳定性较差的原因是:①马氏体态时效博士学位论文摘要 时发生一个同时具有扩散和切变特征的M18R一N18R转变过程，使其结构失稳; ②母相时效时易发生p，一Q+p分解，从而使其不再发生马氏体相变;③热循 环过程中部分马氏体发生稳定化，导致可逆马氏体转变量减少，同时产生位错， 使马氏体有序度降低。从合金设计角度考虑，提高Cu基记忆合金的耐热稳定 性(包括抗马氏体稳定化能力，抗中温时效分解能力和抗热循环衰减能力)的 途径应该是:①将合金马?
龚勤慧[5]2007年在《CuZnAl系阻尼合金的研究》文中研究指明振动和噪音污染已经严重影响到人们的日常生活，引起了国内外学者对阻尼合金研究特别重视。目前对CuZnAl合金阻尼性能的研究远远没有对其形状记忆效应的研究深入和成熟。CuZnAl合金的形状记忆效应、力学性能及阻尼性能的好坏是决定其工业实用性的关键指标。本文采用扫描电子显微镜(SEM)和倒扭摆(JN-1型真空扭摆仪)等方法，系统地研究合金化、热处理、预变形处理对合金阻尼性能、形状记忆效应及力学性能的影响，探讨了CuZnAl合金马氏体产生高阻尼特性的微观机制，并分析形状记忆效应与阻尼间的内在联系。实验结果表明，应变振幅较小时(0.5×10~(-4)＜γ_(max)＜1.5×10~(-4))，CuZnAl合金的阻尼值随应变振幅的增加迅速增大，并且内耗-应变曲线不是线性关系；当应变振幅达到一定值后(大约为3.5×10~(-4))，随振幅的继续增加，合金的阻尼值增加缓慢并趋于稳定。CuZnAl合金的高阻尼特性主要归因于外力作用下马氏体孪晶界面的移动。热处理温度对合金阻尼性能有很大的影响。随着固溶处理温度的升高，α相逐渐固溶到β基体中，淬火后产生的β′马氏体越多，合金的阻尼性能得到显着提高。在800～900℃之间固溶15分钟后上淬处理，合金的阻尼性能最好。进一步升高固溶温度，β相晶粒随固溶温度升高而迅速长大，淬火后产生的β′马氏体粗大，β′中孪晶界面和β′／β′界面减少，合金的阻尼性能下降。固溶处理后再做预变形处理对合金阻尼性能有很大的影响。随着变形量的增加，合金的阻尼值先增大后减小，一方面合金在变形时发生了应力诱发马氏体转变，增加了马氏体的数量，从而使合金的阻尼源的数量增加。另一方面合金受到较大塑性变形时产生了残余应力和高密度的晶格缺陷，钉扎了阻尼源界面。在变形量为1～2％时，阻尼达到最大值，随后呈现下降趋势。研究CuZnAl合金的形状回复率发现，随着固溶温度的升高，α相逐渐固溶到β基体中，合金的形状回复率逐渐提高，在750～800℃间固溶形状回复率达到最大值。随后固溶温度再升高，马氏体取向增多，晶界出现横向、细条状马氏体，并开始于晶粒内部和边界上重新析出少量细小的第二相粒子，形状回复率开始缓慢降低。由于无Zr合金经过固溶处理后，其马氏体片的取向、有序度更高，同时又没有Zr粒子的钉扎，所以无Zr合金形状回复率高于含Zr合金。研究CuZnAl合金的力学性能发现，冷拉态时的抗拉强度和屈服强度都很高，但塑性很差，延伸率δ非常低。650℃固溶时，因为α相的存在，使得合金的延伸率最大。然后随着固溶温度的提高，α相数量的减少和晶粒的长大，合金的延伸率和抗拉强度都缓慢降低。随固溶处理温度的升高，合金的屈服强度逐渐降低。同样热处理条件下无Zr合金的形状回复率最好，阻尼性能也是最好。可见形状记忆效应与阻尼有着内在的联系。形状记忆合金由于热弹性马氏体转变或马氏体内变体再取向而具有形状记忆效应。同时，由于马氏体相变的自协调和马氏体中形成的各种界面(孪晶面、相界面、变体界面)的滞弹性迁移会吸收能量而具有很好的阻尼特性。热弹性马氏体相变紧紧地把形状记忆效应和阻尼联系起来。
贺翠翠[6]2007年在《铁基和铜基形状记忆合金耐蚀性能研究》文中进行了进一步梳理形状记忆合金以其特有的形状记忆效应和超弹性而成为人们广泛关注的新型功能材料。对于应用日益广泛的铁基和铜基形状记忆合金来说,对于其耐蚀性的研究基础数据还很缺乏。本文针对FeMnSi形状记忆合金管接头存在的缝隙腐蚀问题和电偶腐蚀、CuZnAl形状记忆合金的耐蚀性与相变的关系问题进行了研究。本文采用自行设计的缝隙腐蚀装置,应用电化学阻抗谱法,对FeMnsi形状记忆合金管接头的缝隙腐蚀进行研究。研究发现,缝隙内的极化电阻Rp要小于缝隙外。对于缝隙内外,极化阻力均呈现上升的趋势,表明SMA8材料耐缝隙腐蚀。应用传统的电偶腐蚀的方法对铁基形状记忆合金管接头与被连接管的电偶腐蚀进行监测,电偶电流的随着阴阳极面积比并不服从严格的对数正比关系。对铁基形状记忆合金管接头进行在3.5%NaCl溶液中的长时间浸泡,观察铁基形状记忆管接头的耐蚀性能随浸泡时间的变化规律。随着浸泡时间的增加,极化阻力减小,耐蚀性能下降。对于耐蚀性能较差SMA5试样,阻抗谱出现了扩散控制的特征,腐蚀严重。对于CuZnAl形状记忆合金,得到了两个不同成分形状记忆合金的自腐蚀电位随温度的变化曲线,并对特殊温度点进行了电化学阻抗谱的测试。探求耐蚀性与相变之间的关系,分析不同相的耐蚀性能,并对腐蚀产物进行成分分析,探求其腐蚀反应过程。
司乃潮, 刘海霞, 司松海[7]2009年在《热循环对不同相变温度CuZnAl形状记忆合金性能的影响》文中提出研究了预应变量、热处理工艺和循环介质对不同相变温度CuZnAl形状记忆合金形状记忆效应的影响。结果表明:尽管预应变量、热处理工艺及训练介质均不同,但回复率均随循环次数的增加先上升而后下降,相变温度(361K以上)高的合金回复率偏低;随着冷热循环训练次数的增加,合金的马氏体转变开始温度(Ms)和奥氏体转变结束温度(Af)均有所提高,其Mf和As均有所降低;经过热循环之后,相变温度(361K以上)高的合金的相变温度的幅度提高较大,且具有较大的热滞。
卢祯腾[8]2007年在《热循环过程中CuZnAl形状记忆合金相变特性的试验研究》文中进行了进一步梳理本文就CuZnAl(RE)形状记忆合金工程运用的实际，分别从材料循环特性和相变特性的角度，分析了合金记忆性能的变化规律以及逆马氏体相变回复(应)力的变化规律。试验中，双重记忆性能的获取采用约束训练法，弯曲法测定回复率，借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和透射电镜分析热循环后的显微组织。实验结果表明：(1)当预应变量超过合金最大可回复应变(2.6％)时，合金的形状记忆效应随应变量的增加而单调下降，但下降趋势随之而减缓；两级时效中母相区时效，15min基本完成有序化转变，30min合金达到记忆效应的峰值，延长时效时间，由于有序母相发生贝氏体转变而使合金的记忆性能降低，1h之后，记忆效应下降尤为显着。(2)在预应变量(5.725％)不太大时，合金回复应力随温度上升近乎线性增加，用Clausius Clapeyron方程推导的“温度-回复应力”模型能较好的模拟合金拉伸应变的回复应力。在自制的“温度-回复应力”测量仪上观察U形合金片的回复应力值。由于U形合金片在受力方向的刚度比较差，限制了其回复力的发挥。在适当施行机械处理(加强肋)后，再进行温度-回复力试验，这时实验所得数据与模型计算的回复力值甚是相近，验证了在预应变量不太大时该模型的可行性。
周如[9]2014年在《CuZnAl双程记忆合金的制备方法研究》文中研究表明形状记忆合金被誉为热驱动的功能材料,同时兼具传感功能,受到广泛关注。本文采用熔炼方法制备了CuZnAl形状记忆合金,并通过改变合金时效工艺和双程训练工艺,制备出性能不同的CuZnAl双程形状记忆合金。采用OM.SEM.DSC.XRD对不同工艺条件下的试样组织结构进行了分析,同时对试样进行了回复率和力学性能测试。得到如下结论：(1)时效工艺对合金组织和性能有很大的影响,时效能够减少合金因固溶淬火所产生的大量空位,降低空位密度,提高合金马氏体有序度,从而提升合金的形状记忆性能。实验合金的最佳双级时效工艺为200℃×10min油浴+50℃×10min水浴,此时得到板条状马氏体组织,马氏体边界平直清晰,合金记忆性能优越：单程回复率达到97.3%,经适当双程训练后,双程回复率可达40.1%。(2)在热机械循环训练过程中存在一个最佳预变形量εL(ε=2.7%),当ε<εL时,预变形量增加,合金形状记忆回复率提高；当ε>εL时,预变形量增加,合金形状记忆回复率迅速降低。(3)热机械循环训练使合金内部产生择优取向的位错结构,能够为马氏体提供一个特定的择优转变路径,从而使合金获得大量的择优取向马氏体,提高合金的双程记忆效应；但是位错结构以及其他缺陷会增加马氏体逆相变的困难程度,从而使合金的单程形状记忆回复率迅速下降。当循环训练次数超过12次左右的时候,合金的双程记忆性能开始出现缓慢下降趋势,因为在不断的热机械循环训练过程中,合金位错不断增值,位错密度逐渐增加,马氏体变体残留量增大,有序度下降,造成合金双程记忆性能衰减。之后,由于位错的增加速度开始减缓,使得合金单程形状记忆性能降低速度变慢,单程记忆性能趋于稳定。(4)不同的热机械循环训练温度(即在纯马氏体相、纯奥氏体相以及马氏体和奥氏体混合相进行热机械循环训练)对合金记忆性能的影响具有以下特征：在纯马氏体状态下进行训练时,由于训练温度小于Mf,马氏体无法转变为母相,合金无法表现出双程记忆性能；在纯奥氏体状态下训练时,合金双程形状回复率随着训练次数的增加快速增加到一最大值,继续增加训练次数,双程记忆性能开始缓慢衰减；在马氏体和奥氏体混合状态下进行训练时,合金双程形状回复率随着训练次数的增加先增加后减小,数值处于前两者之间。
司乃潮[10]1998年在《CuZnAl形状记忆合金在井下火灾防预系统上的应用初探》文中研究指明应用ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金的感温——驱动原理，制作井下火灾防预系统装置，具有较大的实用性。探讨该系统的设计原理及方法，研究复合细化、热处理工艺对形状记忆合金的影响
参考文献：
[1]. CuZnAl（Dy、Gd）形状记忆合金组织及性能研究[D]. 徐家文. 辽宁工程技术大学. 2006
[2]. CuZnAl（RE）形状记忆合金滚滑动磨损性能研究[D]. 李玉祥. 江苏大学. 2003
[3]. 形状记忆合金的温度记忆效应研究[D]. 余华军. 电子科技大学. 2006
[4]. 铜基形状记忆合金中的相变及其相关效应的研究[D]. 李周. 中南大学. 2002
[5]. CuZnAl系阻尼合金的研究[D]. 龚勤慧. 四川大学. 2007
[6]. 铁基和铜基形状记忆合金耐蚀性能研究[D]. 贺翠翠. 天津大学. 2007
[7]. 热循环对不同相变温度CuZnAl形状记忆合金性能的影响[J]. 司乃潮, 刘海霞, 司松海. 中国有色金属学报. 2009
[8]. 热循环过程中CuZnAl形状记忆合金相变特性的试验研究[D]. 卢祯腾. 江苏大学. 2007
[9]. CuZnAl双程记忆合金的制备方法研究[D]. 周如. 合肥工业大学. 2014
[10]. CuZnAl形状记忆合金在井下火灾防预系统上的应用初探[J]. 司乃潮. 中国安全科学学报. 1998
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