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, 2023, 33(04): 1110-1119.

• 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)，以600℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr(摩尔分数)SMA为研究对象，用示差扫描量热仪、XRD、SEM和拉伸试验研究了Zr掺杂对Ti-Ni基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(tM)，增加相变热滞(Δt)，提高抗拉强度(Rm)，降低伸长率(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合金的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tM降低了34℃，Δt增加了22℃，Rm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，两种合金的超弹性残余应变(εR)和能量耗散(WD)均先降低后趋于稳定。随着循环应变速率的增加，Ti-50.8Ni合金的WD和等效阻尼比先降低后趋于稳定；Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的WD和等效阻尼比先升高后趋于稳定。随循环应变幅值的增加，Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的WD和等效阻尼比皆升高。

• 单位
  西安赛特思迈钛业有限公司; 陕西理工大学