Zr掺杂对Ti-Ni形状记忆合金相变、拉伸性能和循环超弹性的影响

作者：贺志荣; 叶俊杰; 王芳

来源：中国有色金属学报, 2022, 1-14.

• Ti-Ni合金
• Ti-Ni-Zr合金
• 形状记忆合金
• 马氏体相变
• 超弹性

为了开发超弹性优异的Ti-Ni基形状记忆合金（SMA），本文以600 ℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr（原子分数）SMA对象，用示差扫描量热仪、XRD、SEM和拉伸实验研究了Zr掺杂对Ti-Ni SMA相组成、相变行为、拉伸性能和循环超弹性的影响。结果表明，掺杂0.1% Zr不影响Ti-Ni SMA的组成相和相变类型，但降低马氏体相变温度（T_(M)），增加相变热滞（△T），提高抗拉强度（R_(m)），降低延伸率（A），增强非线性超弹性稳定性。600 ℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金室温组成相主要为母相B2，冷却/加热时发生B2→B19’/B19’→B2一步可逆马氏体相变；掺杂0.1% Zr后，Ti-Ni SMA的T_(M)降低了34 ℃，△T增加了22 ℃，R_(m)增加了79 MPa，A降低了22%。随应力-应变循环次数增加，Ti-50.8Ni合金由部分非线性超弹性转变为线性超弹性，Ti-50.8Ni-0.1Zr合金则始终保持稳定非线性超弹性，二合金的超弹性残余应变（ε_(R)）和能量耗散（△W）均先降低后趋于稳定。随循环应变速率增加，Ti-50.8Ni合金的△W和等效阻尼比先降低后趋于稳定；Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的△W和等效阻尼比先升高后趋于稳定。随循环应变幅值增加，Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的△W和等效阻尼比皆升高。

• 单位
  材料科学与工程学院; 陕西理工大学; 西安赛特思迈钛业有限公司