Zr添加及冷轧形变对TiNi合金微观结构及力学性能的影响

作者：张江; 千佳祥; 杨院霞; 郝刚领^*; 王幸福; 王新福; 王伟国; 许巧平^*

来源：材料工程, 2023, 1-13.

• TiNi合金
• 力学性能
• 冷轧形变
• 微观结构
• Zr元素添加

采用真空电弧熔炼吸铸制备Ti50-0.5xNi50-0.5xZrx (x=0， 0.1， 0.2， 0.3， 0.4， 0.5， 2， 原子比)系列合金。金相观察和拉伸力学性能测试表明，添加微量的Zr可有效减小晶粒尺寸而呈现更高的抗拉强度和断后伸长率，但过高的Zr含量易导致脆性金属间化合物Zr2Ni的生成而降低力学性能，对比不同Zr含量的合金，Ti49.9Ni49.9Zr0.2合金表现出更优异的综合力学性能。对Ti49.9Ni49.9Zr0.2合金进行多道次冷轧形变和退火处理。实验发现，经过四道次的冷轧变形(形变量60%)后，Ti49.9Ni49.9Zr0.2合金的抗拉强度从616 MPa提高到768 MPa，断后伸长率从14.5%增加到35.1%。SEM和TEM微观观察表明，冷轧过程中沿晶分布的硬质Ti2Ni颗粒被剪切破碎细化呈不连续分布。700 ℃退火处理后，形变组织发生回复再结晶出现纳米晶和非晶区，且随冷轧形变的增加，基体中可见大量的板条状纳米孪晶组织和高密度位错。最后，通过微观组织结构的演变对Ti49.9Ni49.9Zr0.2合金强度和塑性的综合提高机制进行系统讨论。

• 单位
  中国科学院固体物理研究所; 延安大学