一、NiTi形状记忆合金及其显微组织特征（论文文献综述）
杨宏亮[1]（2020）在《冷变形对NiTiV合金力学性能及相变特征的影响》文中认为近年来,NiTiNb形状记忆合金拥有大的滞后性能而得到了广泛的关注,而大的滞后性能可广泛运用于管接头和连接件等应用中。研究发现,V元素与Nb元素类似,都可以与NiTi发生共晶反应,并且V拥有更低的比重和熔点,可以进一步改善NiTi基形状记忆合金的实际运用。为了探索Ti Ni V合金力学性能和相变特征,本文研究了不同冷变形量及退火温度对亚共晶Ti46Ni44V10、共晶Ti37Ni38V25和过共晶Ti29Ni31V40三种合金力学性能及相变特征的影响。研究发现三种合金显微组织中的V固溶体在基体中都呈现为线状。并且随着冷变形量增大,线状的V固溶体直径可达到纳米级别,称之为V纳米线。研究发现V纳米线直径和NiTi晶粒尺寸都随着冷变形量增大而减小,而冷变形后的退火处理对所有试样的V纳米线直径几乎没有影响;但随着退火温度的升高,合金中NiTi晶粒尺寸增大。这是由于冷拔后退火温度在400℃以上时,NiTi晶粒发生再结晶现象,导致了NiTi晶粒尺寸长大。过共晶试样中V元素占比达40%,并且由于熔炼过程中初生相的生成,所以显微组织中V固溶体表现出微米级和纳米级两种直径尺寸。拉伸测试结果表明三种合金的临界相变应力及可逆应变都随着冷变形量增加而增加。在相同的冷变形量条件下,所有试样的临界相变应力随着退火温度升高而降低。亚共晶试样具有更优异的超弹性,最大可逆应变可达7.5%。但是当冷拔后退火温度高于400℃时,其最大可逆应变降低,这是由于NiTi发生再结晶长大,导致其可逆应变降低。另外,在相同条件下,共晶试样拥有比亚共晶试样高的临界相变应力。过共晶试样拥有最高的临界相变应力,但是其塑性差。采用DSC测试分析拉伸前后试样相变过程。测试结果表明亚共晶、共晶和过共晶冷拔后的未退火试样均未生成相变峰,这与变形中产生的大量位错有关。随着冷变形量增加,亚共晶试样的B2?R相变温度升高。在第一次加热过程中,亚共晶试样无相变峰,这是由于拉伸卸载过程中已发生逆相变。而共晶试样在拉伸后的第一次加热过程中,出现了B19’→B2相变峰。分析拉伸前后的相变温差（ΔT）,发现亚共晶、共晶和过共晶试样对应的相变温差均为正值,这与马氏体的弹性应变能和塑性变形有关。此外,R→B19’相变对位错和应力敏感性比R→B19’相变更高。
于静雅[2]（2020）在《激光选区熔化NiTi形状记忆合金》文中研究表明近等原子比的镍钛（NiTi）形状记忆合金凭借其优异的形状记忆效应及超弹性而备受关注,是具备传感与驱动为一体的智能材料。凭借其优异的功能特性,镍钛合金在医疗器械、航空航天、交通等众多领域中是最有前途的功能性材料之一。然而,由于镍钛合金的高强度、化学活性高以及机加工性能差,目前采用传统方法制备的镍钛合金大多是几何形状简单的小型器件,这极大限制了镍钛合金应用范围的推广和性能改善。增材制造技术为制备几何形状复杂、大尺寸的镍钛合金构件提供了一种有效的途径。激光选区熔化（SLM）是一种常用来制备镍钛合金的方法,因为SLM提供了更好的表面光洁度和几何精度。在以往的研究中,发现SLM制备的NiTi合金在压缩模式下的力学性能与传统的NiTi样品相当。然而,在拉伸模式下,SLM制备的NiTi合金通常非常脆（拉伸应变<7%）,这严重限制了镍钛合金的应用推广。由于NiTi形状记忆合金大多数情况下是在拉伸状态下工作,因此对NiTi合金拉伸性能的研究是至关重要的。此外,拉伸性能对激光选区熔化产生的缺陷（如孔隙,微裂纹等）更敏感,这导致了由激光选区熔化制备的NiTi合金在拉伸模式下的呈现出较低的断裂应变,因此制备出力学性能良好的镍钛合金具有重要的意义。由于NiTi形状记忆合金的功能特性来源于马氏体与奥氏体之间的可逆形变,因此相变温度是影响NiTi合金实际应用的关键因素。但是由于影响镍钛合金相变温度的因素很多,且其对组织成分的变化十分敏感,从而导致调控相变温度变得极度困难,传统的制造镍钛合金的途径很难在较小的范围内对镍钛合金的成分比例进行精确调控,因此寻找一种有效的方式调控镍钛合金的相变温度是十分有必要的。在本研究中,我们发现SLM技术不仅可以实现NiTi合金复杂结构的制备,同时也为调控NiTi合金的Ni/Ti比例提供了有效的方法。制备过程中工艺参数在大范围内变化,如在制备过程中激光功率从60W变化至200W,扫描速度从400mm/s变化至1200mm/s,扫描间隔从40μm变化至110μm。值得一提的是,尽管SLM工艺参数的大范围变化会导致部分试样内部产生缺陷,但是整体试样仍保持良好的力学性能。此外,通过研究SLM工艺参数的变化（即激光功率、激光扫描间距、激光扫描速度）对NiTi合金相变温度的影响,我们发现相变温度随着SLM工艺参数的变化呈现出单调变化的规律,这为基于激光增材制造的方式去调控相变温度提供了方法。利用激光选区熔化技术,在大范围调控工艺参数的情况下,成功制备出了力学性能良好且相变温度可调控的镍钛合金,这为制备形状、性能可调控的镍钛合金提供了理论和技术基础。
任德春[3]（2020）在《增材制备Ti-Ni合金及其性能研究》文中提出Ti-Ni合金具有高温下稳定的奥氏体和低温下稳定的马氏体两种不同的相,孪晶马氏体、去孪晶马氏体和奥氏体三种不同的晶体结构,并通过三种结构之间的六种转变方式实现形状记忆效应或超弹性。同时其还具有优异的力学、耐腐蚀和生物相容性等性能,使得其在工业、医疗和日常生活中得到广泛的应用。但是Ti-Ni合金制备和加工过程中存在的困难限制了其进一步的应用,增材制备Ti-Ni合金技术的出现为其应用范围的扩大提供了希望。然而,目前增材制备Ti-Ni合金的研究尚处于起步阶段,因此研究增材制备参数对Ti-Ni合金性能的影响显得尤为重要。本文系统研究了 SLM增材制备参数对Ti-Ni合金性能的影响,及其后处理改性和多孔样品的性能,研究结果表明:使用粒度范围为15～60 μm的Ti-Ni预合金粉末进行SLM增材制备,固定激光功率、扫描间距和预合金粉末层厚度分别为200 W、100 μm和50 μm,激光扫描速率为1000 mm/s时得到相对密度为99.5%的SLM增材制备实体块状样品。此时的输入能量密度为40 J/mm3,且样品与常规铸态样品相比具有高的压缩断裂强度和低的压缩断裂应变。改变激光扫描速率会在样品内部形成不同种类的缺陷,但对Ti-Ni合金的相组成、相变行为以及显微硬度的影响较小。对采用最佳打印参数制备的样品进行HIP热处理改性,通过使组织均匀化和消除冶金缺陷等的共同作用将其拉伸断裂强度和塑性分别较打印态提升63.7%和23.2%。实体块状样品室温下主要由B19’孪晶马氏体组成,但增材制备过程中较快的冷却速率会使得B2相在室温下得到保存,而特殊的热循环过程、大量的位错以及晶界Ti2Ni相在局部区域形成的应力场使样品出现R相,并导致增材制备Ti-Ni样品的相变温度As小于Ms。而Ti2Ni相的析出使得基体中的Ni含量升高,并且Ti2Ni相析出对基体相变温度降低的效应大于Ni挥发所造成的相变温度升高的效应,造成SLM制备Ti-Ni合金的相变温度低于预合金粉末的相变温度。热等静压过程并不改变棒状拉伸样品的相组成,而高温和高压都会影响样品的相变温度,但是者本身的影响均不如在炉冷过程中Ti2Ni相析出行为对相变温度影响的效应大。SLM增材制备高孔隙率Ti-Ni多孔样品的加热和冷却过程均为单步相变,各相变点的温度低于原始预合金粉末,Ms相变点温度低于As,且其压缩强度、弹性模量和疲劳性能均随孔隙率的增大而降低。样品应力疲劳过程中存在相变行为,使得疲劳裂纹萌生阶段延长且滞后回线变为滞后环。滞后环的形成与二次裂纹和裂纹尖端的偏折使得其疲劳寿命达106时,归一化后测试应力与屈服应力的比值可达0.24～0.33,高于一般多孔材料。样品的整个疲劳失效过程由循环蠕变和疲劳损伤构成,循环蠕变为疲劳失效主要原因。本文研究了热处理温度对EBM用预合金粉末性能的影响,确定了 EBM打印过程中底板和粉末层的最佳预热温度,并制备出致密度良好的实体样品。结果表明:EBM用53～106 μm Ti-Ni预合金粉末与SLM用15～60 μm预合金粉末不同,其表面卫星球数量增多,部分大直径粉末表面出现轻微的包覆现象,同时组织和成分的不均匀、内应力和位错的引入使得EBM用预合金粉末不同于SLM用预合金粉末的单步相变过程而呈现多步相变。随着热处理温度的升高EBM用预合金粉末由多步相变逐渐于550℃转变为单步相变,相变点也随着热处理温度的升高而升高,热处理温度在650℃后保持稳定。结合预合金粉末的烧结状态,确定EBM最佳预热温度确定为750℃。EBM制备参数FO和SF的多种组合均可以制备出相对密度大于97%的等原子比Ti-Ni合金块体。与SLM制备等原子比Ti-Ni合金块体不同,EBM制备Ti-Ni合金块体相变温度大于所使用预合金粉末的相应相变点温度,但制备参数FO和SF的改变对制备样品的相组成、相变温度以及显微硬度的影响规律与SLM制备块体相同。FO和SF的改变可以在Ti-Ni合金块体样品中引入不同的打印缺陷,其中贯穿型裂纹缺陷会使压缩力学性能大幅度降低。
李淼[4]（2020）在《NiTi形状记忆合金的层流等离子增材制造工艺、组织与性能研究》文中进行了进一步梳理层流等离子增材制造技术具有成型效率高、成本低和无需模具等优势,在航空航天和轨道交通等领域具有广泛应用前景。本课题主要讨论了旁路送丝方式的层流等离子体增材制造NiTi形状记忆合金,并实现双程记忆效应的工艺、组织和性能问题。通过层流等离子增材制造技术成功制备了镍钛（NiTi）形状记忆合金试样,分析了NiTi形状记忆合金的组织分布特征和相组成规律,最后通过约束时效的方式实现了NiTi形状记忆合金的双程记忆效应,分析了时效工艺对双程记忆效应的影响规律,并且研究了形状记忆合金的双程变形特性、电加热特性和力学性能等。课题中,首先以308L不锈钢为例,开展了层流等离子体增材制造成形工艺与组织的预备实验。实验结果表明,通过层流等离子增材制造技术制备的试样底部和中部区域呈现为跨越层界生长的柱状晶组织,但是当打印到中部和顶部结合的区域时,可以观察到柱状晶向等轴晶的转变,在顶部区域,包括层内和层界均由等轴晶组织为主。308L不锈钢试样底部、中部和顶部试样的致密度基本相当,平均致密度约为98.3%,成型零件并没有明显的缺陷,拉伸测试结果显示试样底部和中部区域呈现各向异性。在此基础上,开展了镍钛（NiTi）形状记忆合金的层流等离子增材制造工艺研究。实验结果表明,NiTi合金层流等离子增材制造呈现了类似于308L不锈钢的组织分布规律,在试样底部和中部呈现为柱状晶组织,在上部转变为等轴晶组织,并且在试样底部和中部区域的层界处可以观察到跨越层界生长的柱状晶组织。NiTi合金试样平均致密度达到99.6%以上,无明显裂纹和气孔等缺陷,相组成以奥氏体为主,同时存在少量的马氏体组织,并且可以观察到一定程度的析出相,以Ti Ni2、Ni3Ti和Ni4Ti3形成存在。层流等离子增材制造的镍钛（NiTi）形状记忆合金经固溶处理和约束时效训练后,可以实现双程记忆效应。约束时效后样品的相组成以奥氏体为主,同时有均匀分布的Ti2Ni相和Ni4Ti3相。NiTi形状记忆合金在450℃温度下约束时效,随着约束时效时间从1h增加到10h和20h,可以观察到NiTi形状记忆合金双程记忆效应的形状恢复率逐渐增大,并且在时效时间达到20h时,可以看到其相变温度区间趋窄,具有更快的响应速度。对层流等离子增材制造的NiTi状记忆合金通电,在电流分别为5A,6.5A和8A时,随着通电时间的延长,其温度不断提升最终趋于稳定,并且电流越大其稳定状态下的温度越高。打印态的层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金和经热处理后的试样在力学性能上存在差异,打印态试样的最大拉伸强度为990MPa,延伸率为8.3%,而热处理后试样的拉伸强度为840MPa,延伸率为9.1%。
陈特[5]（2020）在《铜基记忆合金粉芯丝材制备与其电弧增材制造特性研究》文中认为形状记忆合金增材制造是智能材料领域重要的研究主题。本文针对形状记忆合金增材制造过程中存在较大的记忆功能损失问题,在综述国内外相关研究现状及课题组前期研究的基础上,提出了“以高沸点外皮包裹低沸点合金元素粉末的粉芯丝材作为增材制造形状记忆合金用材”的研究思路。以具有形状记忆性能优良、价格低廉、相变点可调范围宽等特点的Cu基记忆合金为对象,开展了 Cu基记忆合金粉芯丝材制备与其电弧增材制造特性的研究,旨在为丰富和发展增材制造用材提供技术支撑,同时也推动Cu基记忆合金在工程实际中的进一步广泛应用。本文完成的主要工作和取得的研究结果如下:（1）建立了圆管法制备三元合金粉芯丝材不同填充率下原料配材方案的设计模型。通过分析粉芯丝材金属圆管和填充粉末满足的“等质量比”、“等体积”以及拉拔工艺中的“填充粉末密实度”等要求,建立圆管法制备三元合金粉芯丝材不同填充率下原料配材方案的设计模型,并将该模型应用于Cu-Al-Ni记忆合金粉芯丝材的粉末填充工艺中,结合材料实际获取条件得到本文实验条件下理论填充率为20%、目标外径Φ2mm的15gCu-14Al-4Ni记忆合金粉芯丝材的材料实际参数。（2）分析了 Cu基记忆合金粉芯丝材拉拔工艺过程。建立了 Cu基记忆合金粉芯丝材多道次拉拔过程有限元模型,研究了拉拔工艺参数对粉末填充率稳定性的影响和拉拔变形过程中粉芯丝材等效应力应变和各向残余应力的分布情况,研究发现更大的道次变形量表现出更低的应力应变梯度和更平缓的各向残余应力变化趋势,同时得出了满足本文研究所需的Cu基记忆合金粉芯丝材的制备工艺参数,即模具半锥角δ为4°、定径带长度l为3.5mm、拉拔速度v为500mm/s、平均道次变形量为14%。（3）优化了粉芯丝材电弧增材制造Cu基记忆合金的工艺参数。建立了 Cu基记忆合金粉芯丝材电弧增材制造多层单道有限元模型,研究了不同沉积层各特征点的温度变化规律,并对Cu基记忆合金粉芯丝材电弧增材制造工艺参数进行了优化;研究表明,在多次的熔融沉积过程中,各沉积层温度随堆积的进行不断攀高,顶层即第三层最高温度接近3500℃。同时,本文实验条件下的粉芯丝材电弧增材制造Cu基记忆合金最佳工艺参数为沉积速度为6mm/s,沉积电流为170A,层间等待时间为30s。（4）考察了粉芯丝材电弧增材制造单道三层Cu-Al-Ni记忆合金的微观组织,并基于组织特征对其记忆性能进行了分析,同时初步探索了不同含量纳米Ni掺杂对粉芯丝材电弧增材制造Cu基记忆合金的调控作用。研究表明,电弧增材制造Cu基记忆合金存在严重的成分偏析,均匀化退火可有效消除成分偏析但合金晶粒粗大,此外淬火态下马氏体形貌不及预期;纳米Ni掺杂,有利于消除沉积态成分偏析,晶粒得到细化,且淬火态下马氏体变体取向一致,界面清晰可辨,其中以0.5wt.%纳米掺杂效果最佳。
石海洋[6]（2020）在《NiTi形状记忆合金丝材热变形行为及拉拔有限元模拟研究》文中认为近等原子比NiTi合金因具有优良的形状记忆效应、超弹性和耐腐蚀等特性,在航空航天、生物医疗和工程机械等领域得到了广泛应用。但由于NiTi系合金室温塑性差,冷加工困难,工业生产中常采用热加工方法来获得优质NiTi合金产品。因此,研究NiTi合金的热变形行为具有重要意义。此外,与传统反复实验优化加工工艺的方法相比,有限元数值模拟技术具有成本低、周期短等特点,因而利用该技术可极大提高NiTi合金的生产效率。本文通过等温拉伸实验和相关测试方法,研究了Ti-50Ni（at.%）合金丝材的热变形行为、组织结构演变和断口形貌等。基于实验数据构建了该合金的热变形宏观唯象本构方程,应用最优本构方程,对该合金丝材进行了热拉拔有限元模拟,并分析了拉拔过程中工艺参数对等效应力、等效应变和拉拔力的影响,然后优化工艺参数并对其进行了生产验证。主要工作及结论如下:根据真应力-真应变曲线可知,在变形温度为573873K条件下,随变形温度的升高,Ti-50Ni合金动态软化效应增强,延伸率增大,流变应力降低,具有负温度敏感特征;在应变速率为0.010.2s-1条件下,随应变速率的增大,合金延伸率变化无规律,流变应力增大,具有正应变速率敏感特征。热拉伸断口分析表明,Ti-50Ni合金断裂机制以韧窝断裂为主。随变形温度升高,韧窝尺寸增大,数量减少,合金塑性提高;随应变速率的增大,韧窝尺寸减小,数量增多,合金塑性降低。热拉伸后显微组织和性能分析表明,在较低温度（≤773K）下,Ti-50Ni合金组织呈纤维状,晶粒被拉长、拉细,而且在773K时还发生不完全动态再结晶;在较高温度（873K）下,发生完全动态再结晶,观察到大量细小的动态再结晶晶粒;合金硬度主要受变形温度的影响,随变形温度的升高,显微硬度逐渐降低,且降幅逐渐增大。建立了三种宏观唯象本构方程来预测Ti-50Ni合金的热变形行为。其中,Field-Backofen本构方程不能用来预测合金的热变形行为;Grosman本构方程可精确预测合金在573773K、0.010.2s-1条件下的热变形行为;多元线性回归本构方程可预测合金在573873K、0.010.2s-1条件下的热变形行为,且预测值和实验值拟合度高、误差小。构建了Ti-50Ni合金丝材的热拉拔有限元模型,并优化了工艺参数。模拟结果表明:（1）随道次变形量的增大,丝材变形程度增大,应变不均匀指数减小;等效应力最大值逐渐增大,且在1020%变形量范围内,等效应力分布较为均匀;拉拔力逐渐增大,且在20%和25%变形量之间增幅最大。（2）随模具锥角的增大,丝材变形程度增大,应变不均匀指数增大;等效应力最大值逐渐增大,且在所有研究的模具锥角下,等效应力分布都较为均匀;所有研究的变形量下的拉拔力均先减小后增大,其中,变形量为20%和25%时,最佳模具锥角为12°。根据上述结论,较优的拉拔工艺参数为:道次变形量?=20%,模具锥角2α=12°。基于模拟结果制定了Ti-50Ni合金丝材的多道次热拉拔工艺方案,并进行了拉拔实验。结果表明,拉拔后丝材表面质量好且尺寸精度高,满足生产要求;组织呈纤维状,室温组成相主要是马氏体相;力学性能达到行业生产标准,且具有优良的形状记忆性能,验证了模拟优化后工艺参数的合理性。
边新宇[7]（2020）在《FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接研究》文中研究表明FeMnSi记忆合金除了具有形状记忆效应外还具有应力自适应特性,这使得该合金具有优良的力学性能。304不锈钢是一种应用广泛的金属材料。将二者焊接在一起,可利用FeMnSi记忆合金的形状记忆效应和应力自适应特性得到力学性能优异的结构功能零件。因此,本文选题研究FeMnSi记忆合金/304不锈钢异种材料焊接问题。通过FeMnSi记忆合金/304不锈钢接头的激光焊接试验,对激光工艺参数、焊接接头力学性能与焊缝组织性能进行了研究,并利用有限元对FeMnSi记忆合金/不锈钢异种材料激光焊接的温度场和应力场进行了仿真分析。通过单因素试验分析方法,探究了电流、频率和离焦量这三个激光工艺参数对焊缝熔宽和焊接接头抗拉强度的影响。结果表明,电流、频率和离焦量的改变通过引起焊缝的热输入量增减而导致焊缝抗拉强度和熔宽的变化。在试验条件下,抗拉强度随激光电流增加而增强,随频率的增加先增强后减小;离焦量在±5mm时的抗拉强度较高。以抗拉强度为焊接性能评价指标的正交试验分析可得,FeMnSi记忆合金/不锈钢焊接试验的最佳工艺参数为电流185A、频率13Hz、离焦量+6mm,其焊接接头的抗拉强度为697MPa,在不锈钢母材处断裂,达到FeMnSi记忆合金母材的86%,并明显超过不锈钢焊接接头拉伸强度;FeMnSi记忆合金/不锈钢焊缝区域的显微硬度平均值为HV223.35,焊缝的平均硬度高于不锈钢母材,略低于FeMnSi记忆合金母材;在弯曲应变为6%时,FeMnSi记忆合金/不锈钢异种接头疲劳断裂时弯曲次数略高于不锈钢母材。FeMnSi记忆合金/不锈钢激光焊接过程的温度场有限元仿真结果表明,在激光热源靠近、远离过程中,焊缝节点发生快速加热、冷却,且仅焊缝处温度较高,母材温升较小;FeMnSi记忆合金侧的等温线与另一侧相比更密集,冷却时不锈钢侧温度下降的更快;纵向残余应力,在焊缝处除去焊缝中心两端为压应力,其余都呈现拉应力,并且在远离焊缝位置还呈现相应的残余压应力;横向残余应力,在焊缝中心区域附近均为拉应力,焊缝区域两端与远离焊缝区域逐渐过渡到压应力;在FeMnSi记忆合金/不锈钢异种材料接头两侧,纵向残余应力的不对称性比横向残余应力更为明显。
刘朝信[8]（2020）在《NiTi形状记忆合金颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征》文中进行了进一步梳理NiTi合金具有良好的超弹性、形状记忆效应和耐磨性,是目前研究最深入的一类形状记忆合金,但是由于NiTi合金的形状记忆特性主要受温度驱动,导致响应频率较低,同时NiTi合金加工性能差、价格昂贵、使用成本高,从而极大地限制了其实际应用。Cu具有优异的导电、导热性能、良好的耐腐蚀性能和加工性能等优点,但同时Cu存在力学强度低、耐磨性差等缺点。本论文提出将NiTi合金与Cu复合,制备NiTi颗粒增强Cu基复合材料,拟通过NiTi颗粒提高Cu基体的力学性能,同时利用Cu基体改善复合材料的加工性能,然后对复合材料的显微组织、相变行为和力学性能进行详细研究。本论文主要采用放电等离子体烧结法制备NiTi颗粒/Cu复合材料,考察不同NiTi颗粒尺寸、NiTi颗粒含量以及冷轧处理对复合材料的显微组织、物相结构、马氏体相变行为和力学性能的影响机制。研究结果表明,利用放电等离子体烧结法制备的纯Cu和NiTi颗粒/Cu复合材料,具有致密的显微组织,无明显烧结孔洞等缺陷。NiTi颗粒弥散地分布在Cu基体中,NiTi颗粒与Cu基体发生界面反应,小尺寸NiTi颗粒与Cu基体的界面反应较剧烈,界面反应产物主要为Cu2Ti相。冷轧轧制处理后的NiTi颗粒/Cu复合材料中Cu基体的晶粒发生细化,NiTi颗粒与Cu基体界面产生裂纹。与初始NiTi颗粒相比,NiTi颗粒/Cu复合材料的马氏体相变减弱,轧制处理后的复合材料马氏体相变进一步减弱。随着NiTi颗粒含量增加,NiTi颗粒/Cu复合材料的马氏体相变逐渐增强。当NiTi颗粒含量相同时,大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料比小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料表现出更强的马氏体相变。与烧结纯Cu相比,NiTi颗粒/Cu复合材料的力学强度明显提高,随着NiTi颗粒含量增加,NiTi颗粒/Cu复合材料的强度逐渐增加,但塑性逐渐下降。当NiTi颗粒含量相同时,大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料表现出更好的力学性能。轧制处理后,纯Cu和20wt%NiTi颗粒/Cu复合材料力学强度得到提高,但30wt%、40wt%NiTi颗粒/Cu复合材料的力学性能下降。
陈志伟[9]（2019）在《真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究》文中研究表明等原子比NiTi形状记忆合金具有独特的形状记忆效应、超弹性、生物相容性及优异的力学性能,在医疗器械领域有很高的应用价值。随着社会的进步和医疗水平的提高,对等原子比NiTi形状记忆合金在高温、低温条件下的质量与性能有了更高的要求。因此,开发能够满足更广泛使用环境的NiTi基形状记忆合金是我们的当今之务。本文以开发性能优良的NiTi基形状记忆合金为研究目的,着重分析了合金的显微组织、相变行为及力学性能。论文首先设置了等原子比NiTi形状记忆合金对照组,系统研究了单一添加不同量的Cr、V、Fe元素对NiTi合金显微组织、相变行为及力学性能的影响规律,基于实验研究结果,通过复合添加Fe、V元素,重点研究了 Fe含量对合金显微组织、相变行为及力学性能的影响规律,并通过对比分析,优化设计出Ni49.25Ti49.25Fe1.0V0.5合金成分配方。得出的主要结论如下:（1）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,NiTiCr合金中晶粒细化,固溶强化作用逐渐增强,HCP结构Cr2Ti析出相在晶界处由点状逐渐连接成线,组织中出现亚晶粒;NiTiV合金中等轴组织微量细化,V原子的固溶强化效果逐渐增强,合金中沿晶界富集的含V析出相由FCC结构NiTi2相变成BCC结构单质V相;NiTiFe合金等轴组织晶粒尺寸逐渐增加,固溶强化作用逐渐增强。（2）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,相变温度逐渐降低,且Cr、Fe元素对合金相变温度影响更显着,过冷度引起相变驱动力增大,升降温过程中相变焓值逐渐降低;NiTiCr合金中,低温马氏体相原子活性较低,升温过程中相变焓大于降温;NiTiV和NiTiFe合金中,由于V、Fe添加元素的存在,使B2相稳定性增加,合金降温过程中的相变焓大于升温过程。（3）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,NiTiCr合金由于固溶强化和晶界处存在的高强高硬HCP结构Cr2Ti析出相的影响使硬度整体呈上升趋势,在Cr含量3.5 at.%时,合金硬度达到峰值357.69Hv,相比等原子比NiTi合金提高了 27.01%;NiTiV合金中由于形成了 BCC结构单质V软质相导致V含量在0.5-3.5 at.%范围内,硬度基本保持在200.00-225.00Hv之间,相比等原子比NiTi合金降低了 20.10-28.98%;而NiTiFe合金由于Fe的固溶强化机制使硬度呈正相关急剧上升,当Fe含量为3.5 at.%时,合金硬度达到峰值469.91Hv,相比等原子比NiTi合金提高了 66.86%。（4）复合添加Fe、V时,由于Fe的固溶强化,合金相变温度随着Fe含量的增加整体呈下降趋势,马氏体相变温度最低达到-120℃以下,过冷度提供的相变驱动力增加,相变焓值整体呈下降趋势,由于Fe的反位缺陷和Ti的原子弛豫效应引起B2相稳定性增大,降温相变焓大于升温。合金中Fe含量大于0.5 at.%时,Fe的固溶强化效应使合金硬度急剧上升,Fe含量增加至1.0 at.%时,合金硬度为282.11Hv,达到等原子NiTi合金水平,继续增加Fe含量,由于形成BCC结构单质V软质相,根据短板效应,Fe的固溶强化效果达到极限,硬度不发生显着改变。
赵博[10]（2019）在《TiNiV形状记忆合金相变和形变特性研究》文中研究指明NiTi基形状记忆合金因其独特的“形状记忆”效应和超弹性而广泛应用于航空航天、生物医疗及日常生活等诸多领域。但其相变行为和形变特性常受元素含量、加工方式等因素影响。于是,准确控制合金含量、合理采用加工方式成为近年来NiTi基形状记忆合金的研究关键所在。本文以TiNiV形状记忆合金为研究对象,分别研究了退火处理前后,合金冷轧板材和拉拔丝材的微观组织、相变行为及形变特性等。主要工作与结论如下:系统研究了TiNiV冷轧板材相变行为和形变特性。结果表明,原始TiNiV板材室温下组织由NiTi母相和（Ti,V）2Ni第二相组成,在300℃650℃温度范围内,随退火温度升高,析出Ti3Ni4强化相,合金组织由纤维状变为等轴晶;其相变类型由两步马氏体相变（A→R→M/M→R→A）演变为一步相变（A→M/M→A）;应力-应变曲线均出现应力诱发马氏体相变平台,应力诱发马氏体相变临界应力(σSIM)呈减小趋势,断口呈韧性断裂特征;合金超弹性先变好后变差,450℃退火后,超弹性较好。对TiNiV丝材相变行为和形变特性进行了系统研究。结果表明,随矫直温度降低,TiNiV丝材微观组织发生无畸变等轴晶→纤维状和部分再结晶组织→纤维状转变;相变类型变化较小,冷却和加热过程均发生A→R→M和M→A马氏体相变与逆相变;所有合金应力-应变曲线均出现应力诱发R相变和马氏体相变平台,热矫态丝材较温、冷矫态而言超弹性较差。不同矫直态TiNiV丝材随退火温度升高组织性能发生如下变化:微观组织差异较大;热矫、温矫和冷矫态丝材相变阻力均减小,R相变逐渐消失;热矫态丝材应力-应变曲线上应力诱发R相变消失,温矫和冷矫态丝材均出现应力诱发R和马氏体相变平台,所有试样均表现为韧性断裂;不同矫直态丝材超弹性变化较大。同温退火后,热矫态丝材超弹性较差。对不同应变量和循环变形下温矫态TiNiV丝材的超弹性变化进行了系统研究。结果表明,应变量和循环次数均对TiNiV丝材的超弹性有较大影响;在多次定应变和定应力循环后,可获得完全超弹性。
二、NiTi形状记忆合金及其显微组织特征（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NiTi形状记忆合金及其显微组织特征（论文提纲范文）
（1）冷变形对NiTiV合金力学性能及相变特征的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 形状记忆合金概述 |
| 1.1.1 形状记忆合金定义及性能 |
| 1.1.2 形状记忆合金的分类 |
| 1.2 NiTi基SMA概述 |
| 1.2.1 NiTi相图 |
| 1.2.2 NiTi基SMA性能特征 |
| 1.2.3 NiTi基SMA马氏体晶体结构 |
| 1.3 合金元素对NiTi基SMA马氏体相变的影响 |
| 1.3.1 Ni与Ti对马氏体相变的影响 |
| 1.3.2 其他合金元素对马氏体相变的影响 |
| 1.4 NiTi基SMA研究现状 |
| 1.4.1 Nb-NiTi合金研究现状 |
| 1.4.2 V-NiTi合金研究现状 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 1.5.1 NiTiV理论依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 试验方案及过程 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 退火处理及实验试样制备 |
| 2.2.1 退火处理 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.3 测试分析方法 |
| 2.3.1 扫描电镜(SEM) |
| 2.3.2 透射电镜(TEM) |
| 2.3.3 拉伸测试 |
| 2.3.4 差示扫描量热仪(DSC) |
| 第三章 冷变形对合金组织的影响 |
| 3.1 冷变形对亚共晶组织的影响 |
| 3.1.1 亚共晶800℃退火后组织形貌 |
| 3.1.2 亚共晶800℃退火后经65.6%冷变形时组织形貌 |
| 3.1.3 亚共晶700℃退火后组织形貌 |
| 3.1.4 亚共晶700℃退火后经65.6%冷变形时显微组织 |
| 3.2 冷变形对共晶组织的影响 |
| 3.2.1 共晶800℃退火后组织形貌 |
| 3.2.2 共晶800℃退火后经65.6%冷变形时组织形貌 |
| 3.2.3 共晶730℃退火后组织形貌 |
| 3.2.4 共晶730℃退火后经65.6%冷变形时组织形貌 |
| 3.3 冷变形对过共晶组织的影响 |
| 3.3.1 过共晶800℃退火后组织形貌 |
| 3.3.2 过共晶800℃退火后经65.6%冷变形时组织形貌 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 冷变形对NiTiV合金力学性能影响 |
| 4.1 冷变形对亚共晶试样力学性能的影响 |
| 4.1.1 亚共晶800℃退火样品的力学性能 |
| 4.1.2 亚共晶700℃退火样品的力学性能 |
| 4.2 冷变形对共晶力学性能的影响 |
| 4.2.1 共晶800℃退火样品的力学性能 |
| 4.2.2 共晶730℃退火样品的力学性能 |
| 4.3 冷变形对过共晶力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 冷变形对NiTiV合金相变特征影响 |
| 5.1 冷变形对亚共晶相变的影响 |
| 5.1.1 亚共晶800℃退火试样拉伸前相变特征 |
| 5.1.2 亚共晶800℃退火试样拉伸后相变特征 |
| 5.1.3 亚共晶700℃退火试样拉伸前后相变特征 |
| 5.2 冷变形对共晶相变的影响 |
| 5.2.1 共晶800℃退火试样拉伸前相变特征 |
| 5.2.2 共晶800℃退火试样拉伸后相变特征 |
| 5.2.3 共晶730℃退火试样拉伸前后相变特征 |
| 5.3 冷变形对过共晶相变的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）激光选区熔化NiTi形状记忆合金（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文缩写词及符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金的特性及应用 |
| 1.2.1 NiTi形状记忆合金相图及相组成 |
| 1.2.2 形状记忆效应及超弹性 |
| 1.2.3 NiTi形状记忆合金的相变行为 |
| 1.2.4 NiTi形状记忆合金的应用 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金制备与研究现状 |
| 1.3.1 传统制备技术 |
| 1.3.2 增材制造技术 |
| 1.3.3 激光选区熔化NiTi形状记忆合金 |
| 1.4 课题的研究目的、内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 实验思路与技术路线 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 激光选区熔化过程 |
| 2.3 镍钛合金差示扫描量热分析 |
| 2.4 镍钛合金微观组织观察 |
| 2.4.1 镍钛合金金相组织观察 |
| 2.4.2 镍钛合金扫描电镜观察 |
| 2.4.3 相对致密度的测定 |
| 2.5 镍钛合金力学性能测试 |
| 2.5.1 室温拉伸试验 |
| 2.5.2 形状记忆效应测试 |
| 2.6 镍钛合金织构测试 |
| 2.6.1 镍钛合金XRD测试 |
| 2.6.2 镍钛合金EBSD测试 |
| 第3章 激光选区熔化工艺参数对NiTi形状记忆合金成形质量以及显微组织的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 成形质量分析 |
| 3.2.1 相对密度分析 |
| 3.2.2 试样质量 |
| 3.3 微观性能测试 |
| 3.3.1 显微组织分析 |
| 3.3.2 EBSD测试分析 |
| 3.3.3 物相分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 激光选区熔化工艺参数对NiTi形状记忆合金相变行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同工艺参数对NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.2.1 不同激光选区熔化工艺参数制备的NiTi合金的相变曲线 |
| 4.2.2 不同激光选区熔化工艺参数制备的NiTi合金的相变温度的影响规律 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光选区熔化工艺参数对NiTi形状记忆合金力学性能及功能特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 力学性能测试 |
| 5.2.1 拉伸性能测试 |
| 5.2.2 形状记忆效应测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文、参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）增材制备Ti-Ni合金及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 记忆合金的发展历史简述 |
| 1.3 形状记忆合金的分类 |
| 1.3.1 Fe基形状记忆合金 |
| 1.3.2 Cu基形状记忆合金 |
| 1.3.3 Ti-Ni基形状记忆合金 |
| 1.4 Ti-Ni基形状记忆合金的应用 |
| 1.4.1 工业应用 |
| 1.4.2 医疗应用 |
| 1.5 Ti-Ni形状记忆合金的制备和加工 |
| 1.5.1 Ti-Ni合金的熔炼 |
| 1.5.2 Ti-Ni合金的加工 |
| 1.5.3 Ti-Ni多孔材料样品的制备 |
| 1.6 增材制备技术 |
| 1.6.1 选区激光熔化技术 |
| 1.6.2 电子束熔化技术 |
| 1.7 研究意义及内容 |
| 1.7.1 增材制备Ti-Ni合金研究意义 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备和实验方法测试 |
| 2.1 Ti-Ni预合金粉末的制备 |
| 2.2 Ti-Ni样品的增材制备 |
| 2.2.1 SLM增材制备 |
| 2.2.2 EBM增材制备 |
| 2.3 热处理工艺 |
| 2.4 样品分析和表征方法 |
| 2.4.1 预合金粉末粒度分布 |
| 2.4.2 样品密度的测量 |
| 2.4.3 组织观察 |
| 2.4.4 物相分析及内应力测试 |
| 2.4.5 相变行为分析 |
| 2.4.6 缺陷分析 |
| 2.4.7 力学性能 |
| 第3章 选区激光熔化Ti-Ni合金实体性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 SLM用预合金粉末 |
| 3.2.2 SLM最佳打印参数 |
| 3.2.3 相组成和相变行为 |
| 3.2.4 显微组织 |
| 3.2.5 力学性能 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 扫描速率的影响 |
| 3.3.2 Ti_2Ni相的析出 |
| 3.3.3 R相的析出 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 热等静压对SLM制备Ti-Ni合金性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 Ti-Ni棒材制备 |
| 4.2.2 显微组织 |
| 4.2.3 缺陷分布 |
| 4.2.4 相组成和相变行为 |
| 4.2.5 力学拉伸性能 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 HIP对相变行为的影响 |
| 4.3.2 HIP对力学拉伸性能的影响 |
| 4.4 本章结论 |
| 第5章 选区激光熔化Ti-Ni合金多孔材料性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 多孔样品的制备 |
| 5.2.2 显微组织 |
| 5.2.3 相组成及相变行为 |
| 5.2.4 压缩行为 |
| 5.2.5 疲劳行为 |
| 5.2.6 疲劳断口形貌 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 Ti-Ni多孔样品的非力学性能 |
| 5.3.2 Ti-Ni多孔样品疲劳断裂机制 |
| 5.4 本章结论 |
| 第6章 电子束增材制造用Ti-Ni预合金粉末性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 EBM用Ti-Ni预合金粉末参数 |
| 6.2.2 EBM底板及Ti-Ni粉末层预热温度的确定 |
| 6.2.3 EBM用Ti-Ni预合金粉末循环稳定性研究 |
| 6.2.4 EBM预热效果 |
| 6.3 本章结论 |
| 第7章 电子束增材制造Ti-Ni合金实体性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验结果 |
| 7.2.1 制备参数的选择 |
| 7.2.2 EBM制备Ti-Ni合金的密度 |
| 7.2.3 EBM制备Ti-Ni合金的相组成和相变行为 |
| 7.2.4 EBM制备Ti-Ni合金的力学性能 |
| 7.2.5 压缩断口形貌 |
| 7.2.6 EBM制备Ti-Ni合金的显微组织 |
| 7.3 分析与讨论 |
| 7.3.1 EBM打印参数对Ti-Ni合金样品性能的影响 |
| 7.3.2 EBM打印缺陷对样品力学性能的影响 |
| 7.4 本章结论 |
| 第8章 全文结论与工作展望 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（4）NiTi形状记忆合金的层流等离子增材制造工艺、组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属增材制造技术 |
| 1.1.1 金属增材制造技术的定义和分类 |
| 1.1.2 金属增材制造技术的优势 |
| 1.1.3 金属增材制造技术的应用 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金 |
| 1.2.1 NiTi形状记忆合金相结构和相变 |
| 1.2.2 NiTi形状记忆合金的双程记忆效应 |
| 1.2.3 NiTi形状记忆合金的制备方式 |
| 1.3 增材制造NiTi形状记忆合金的研究现状 |
| 1.4 课题意义与主要研究内容 |
| 1.4.1 课题意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 试验设备及测试方法 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 层流等离子增材制造308L不锈钢工艺 |
| 2.4 层流等离子增材制造Ni_(50.8)Ti_(49.2)形状记忆合金工艺 |
| 2.5 组织结构分析和性能测试 |
| 2.5.1 金相显微镜分析 |
| 2.5.2 X射线衍射仪测试 |
| 2.5.3 扫描电子显微镜测试 |
| 2.5.4 差示扫描量热法(DSC)测试 |
| 2.5.5 密度和致密度测试 |
| 2.5.6 热处理研究 |
| 2.5.7 拉伸性能测试 |
| 2.5.8 水浴控温的变形特性测试 |
| 2.5.9 电加热控温的变形特性测试 |
| 第三章 层流等离子增材制造308L不锈钢的工艺研究 |
| 3.1 层流等离子增材制造308L不锈钢的相分布规律 |
| 3.2 层流等离子增材制造308L不锈钢的组织分布规律 |
| 3.3 层流等离子增材制造308L不锈钢的力学性能变化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 层流等离子增材制造Ni_(50.8)Ti_(49.2)形状记忆合金的显微组织与相组成规律 |
| 4.1 层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金的致密度 |
| 4.2 层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金的显微组织分布规律 |
| 4.3 层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金的相组成规律 |
| 4.4 层流等离子增材制造工艺对NiTi形状记忆合金的相组成的影响 |
| 4.5 层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金的相转变规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 热-机械训练对层流等离子增材制造Ni_(50.8)Ti_(49.2)形状记忆合金变形特性的影响规律 |
| 5.1 NiTi形状记忆合金双程记忆效应的训练方式 |
| 5.2 时效时间对NiTi形状记忆合金相转变和变形特性的影响规律 |
| 5.3 NiTi形状记忆合金双程记忆效应的电加热特性 |
| 5.4 NiTi形状记忆合金的力学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（5）铜基记忆合金粉芯丝材制备与其电弧增材制造特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 形状记忆合金概述 |
| 1.2.1 形状记忆合金的种类 |
| 1.2.2 形状记忆合金的制备方法 |
| 1.3 形状记忆合金增材制造研究现状 |
| 1.3.1 激光+粉末增材制造形状记忆合金 |
| 1.3.2 电弧+丝材增材制造形状记忆合金 |
| 1.3.3 增材制造形状记忆性能影响因素 |
| 1.4 电弧增材制造用丝材的研究现状 |
| 1.5 本文研宄目的、内容和方案 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 研究方案 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 圆管法制备Cu基记忆合金粉芯丝材配材方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 圆管法制备粉芯丝材配材方案设计 |
| 2.2.1 配材方案设计分析 |
| 2.2.2 配材方案设计假设条件 |
| 2.2.3 配材方案设计思路框图 |
| 2.2.4 配材方案设计过程 |
| 2.3 圆管法制备Cu基记忆合金粉芯丝材配材方案 |
| 2.3.1 Cu-Al-Ni形状记忆合金成分设计 |
| 2.3.2 已知条件设计及实验材料准备 |
| 2.3.3 各参数理论取值 |
| 2.3.4 各参数实际取值 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Cu基记忆合金粉芯丝材拉拔过程数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 拉拔配模方案制定 |
| 3.1.2 粉末屈服条件 |
| 3.2 有限元模型建立 |
| 3.2.1 有限元模型简化 |
| 3.2.2 几何模型 |
| 3.2.3 材料参数 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.2.5 模型验证 |
| 3.3 单道次拉拔过程有限元模拟结果分析 |
| 3.3.1 模具半锥角对粉末密实度均匀性的影响 |
| 3.3.2 定径带长度对粉末密实度均匀性的影响 |
| 3.3.3 拉拔速度对粉末密实度均匀性的影响 |
| 3.4 多道次拉拔过程有限元模拟结果分析 |
| 3.4.1 等效应力 |
| 3.4.2 等效应变 |
| 3.4.3 残余应力 |
| 3.5 优化方案的实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Cu基记忆合金粉芯丝材电弧增材制造工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多层单道堆积过程温度场数值模拟 |
| 4.2.1 有限元模型的建立 |
| 4.2.2 温度场分析结果 |
| 4.3 多层单道堆积工艺参数正交优化 |
| 4.3.1 实验因素选择 |
| 4.3.2 正交试验优化结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 粉芯丝材电弧增材制造Cu基记忆合金特性及其调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验材料与方法 |
| 5.2.1 试验材料 |
| 5.2.2 试样制备 |
| 5.2.3 材料组织性能分析 |
| 5.3 无纳米掺杂的电弧增材制造Cu基记忆合金显微组织 |
| 5.3.1 沉积态组织 |
| 5.3.2 退火态组织 |
| 5.3.3 淬火态组织 |
| 5.4 纳米掺杂的电弧增材制造Cu基记忆合金组织性能 |
| 5.4.1 沉积态组织 |
| 5.4.2 退火态组织 |
| 5.4.3 淬火态组织 |
| 5.4.4 形状记忆性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的特色与创新之处 |
| 6.3 后继研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（6）NiTi形状记忆合金丝材热变形行为及拉拔有限元模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金的主要特性及应用 |
| 1.2.1 热弹性马氏体相变 |
| 1.2.2 形状记忆效应 |
| 1.2.3 超弹性 |
| 1.2.4 形状记忆合金的应用 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金热变形行为 |
| 1.3.1 冷变形加工硬化 |
| 1.3.2 热变形动态软化 |
| 1.3.3 本构模型概述 |
| 1.3.4 NiTi形状记忆合金热变形行为研究现状 |
| 1.4 丝材拉拔工艺及有限元数值模拟 |
| 1.4.1 拉拔概念 |
| 1.4.2 拉拔基础 |
| 1.4.3 拉拔工艺参数 |
| 1.4.4 有限元法概述 |
| 1.4.5 丝材拉拔有限元模拟研究现状 |
| 1.5 课题研究意义、目的及内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 研究路线 |
| 2.3 热拉伸实验 |
| 2.4 热拉拔实验 |
| 2.5 测试方法及仪器 |
| 2.5.1 微观组织观察 |
| 2.5.2 显微硬度测试 |
| 2.5.3 相变行为测试 |
| 2.5.4 形变特性测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 NiTi合金丝材热变形行为及组织研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiTi合金丝材热变形行为 |
| 3.2.1 真应力-真应变曲线 |
| 3.2.2 变形温度和应变速率对合金流变应力的影响 |
| 3.2.3 变形温度和应变速率对合金延伸率的影响 |
| 3.3 NiTi合金丝材热拉伸断口形貌 |
| 3.4 NiTi合金丝材热拉伸后显微组织 |
| 3.5 NiTi合金丝材热拉伸后显微硬度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 NiTi合金本构方程建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 F-B本构方程 |
| 4.2.1 应变硬化指数计算 |
| 4.2.2 应变速率敏感指数计算 |
| 4.2.3 强度系数计算 |
| 4.3 Grosman本构方程 |
| 4.3.1 应变硬化指数计算 |
| 4.3.2 应变速率敏感指数计算 |
| 4.3.3 软化因子计算 |
| 4.3.4 强度系数计算 |
| 4.4 多元线性回归本构方程 |
| 4.5 三种本构方程的拟合精度评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 NiTi合金丝材拉拔有限元模拟及实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 丝材拉拔有限元模型建立 |
| 5.2.1 有限元模型基本假设 |
| 5.2.2 几何模型建立 |
| 5.2.3 材料模型建立 |
| 5.2.4 网格划分 |
| 5.2.5 边界条件与摩擦类型 |
| 5.3 工艺参数选取 |
| 5.4 丝材拉拔有限元模拟结果及分析 |
| 5.4.1 工艺参数对等效应变场的影响 |
| 5.4.2 工艺参数对等效应力场的影响 |
| 5.4.3 工艺参数对拉拔力的影响 |
| 5.5 NiTi合金丝材多道次热拉拔工艺方案制定 |
| 5.6 热拉拔NiTi合金丝材性能表征 |
| 5.6.1 微观组织 |
| 5.6.2 相变行为 |
| 5.6.3 力学性能及形状记忆效应 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 FeMnSi形状记忆合金简介 |
| 1.2 激光焊接技术 |
| 1.2.1 激光焊接原理 |
| 1.2.2 形状记忆合金激光焊接的研究现状 |
| 1.2.3 形状记忆合金与异种材料激光焊接 |
| 1.3 激光焊接数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 激光焊接温度场研究现状 |
| 1.3.2 激光焊接应力场研究现状 |
| 1.4 本文研究目的与内容 |
| 2 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 激光焊接设备 |
| 2.2 试验步骤 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 显微组织分析 |
| 2.3.2 力学性能分析 |
| 3 FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接工艺参数选择 |
| 3.1 激光焊接工艺参数对接头强度和焊缝熔宽的影响 |
| 3.1.1 工艺参数对抗拉强度的影响 |
| 3.1.2 工艺参数对焊缝熔宽的影响 |
| 3.2 基于正交试验的工艺参数选择 |
| 3.2.1 正交试验结果与分析 |
| 3.2.2 正交试验方差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接接头性能分析 |
| 4.1 焊缝组织性能分析 |
| 4.2 焊接接头力学性能分析 |
| 4.2.1 抗拉强度分析 |
| 4.2.2 显微硬度分析 |
| 4.2.3 弯曲疲劳强度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接温度场和应力场分析 |
| 5.1 焊接有限元分析理论基础 |
| 5.1.1 焊接温度场理论分析 |
| 5.1.2 焊接应力场理论分析 |
| 5.2 激光焊接数值模拟过程 |
| 5.2.1 焊接模型 |
| 5.2.2 材料参数 |
| 5.2.3 定义单元类型与网格划分 |
| 5.2.4 边界条件 |
| 5.2.5 热源模型 |
| 5.2.6 相变潜热的处理 |
| 5.3 仿真模型的试验验证 |
| 5.4 温度场模拟结果与分析 |
| 5.4.1 温度场模拟分布 |
| 5.4.2 焊接过程热循环特性 |
| 5.5 应力场模拟结果与分析 |
| 5.5.1 焊接过程中的应力分布 |
| 5.5.2 冷却后的残余应力分布 |
| 5.6 线能量对温度场和应力场的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（8）NiTi形状记忆合金颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金 |
| 1.2.1 NiTi合金的形状记忆效应与超弹性 |
| 1.2.2 NiTi合金的不足及解决方案 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金复合材料 |
| 1.3.1 NiTi形状记忆合金复合材料研究进展 |
| 1.3.2 NiTi形状记忆合金复合材料制备方法 |
| 1.3.3 NiTi增强金属基复合材料强化机理 |
| 1.3.4 NiTi增强金属基复合材料的复合思路 |
| 1.4 NiTi合金增强金属基复合材料性能 |
| 1.4.1 阻尼性能 |
| 1.4.2 相变行为 |
| 1.4.3 力学性能 |
| 1.4.4 界面 |
| 1.5 Cu基复合材料 |
| 1.5.1 Cu基复合材料的研究进展 |
| 1.5.2 Cu基复合材料的应用 |
| 1.6 选题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和实验方法 |
| 2.1 材料与制备 |
| 2.2 材料性能表征 |
| 2.2.1 显微组织观察 |
| 2.2.2 物相分析 |
| 2.2.3 相变行为测试 |
| 2.2.4 力学性能测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 NiTi颗粒/Cu复合材料的显微组织研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiTi颗粒与Cu颗粒的显微组织 |
| 3.3 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的显微组织 |
| 3.3.1 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的表面形貌 |
| 3.3.2 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的界面 |
| 3.3.3 轧制处理大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的表面形貌 |
| 3.3.4 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的物相分析 |
| 3.4 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的显微组织研究 |
| 3.4.1 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的表面形貌 |
| 3.4.2 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的界面 |
| 3.4.3 轧制处理小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的表面形貌 |
| 3.4.4 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的物相分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 NiTi颗粒/Cu复合材料的相变行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiTi 颗粒相变行为 |
| 4.3 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的相变行为 |
| 4.3.1 NiTi颗粒含量对复合材料相变行为的影响 |
| 4.3.2 轧制处理对复合材料相变行为的影响 |
| 4.4 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的相变行为 |
| 4.4.1 NiTi颗粒含量对复合材料相变行为的影响 |
| 4.4.2 轧制处理对复合材料相变行为的影响 |
| 4.4.3 界面反应对复合材料相变行为的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 NiTi颗粒/Cu复合材料的力学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的力学性能 |
| 5.2.1 NiTi颗粒含量对复合材料的力学性能的影响 |
| 5.2.2 轧制处理对复合材料的力学性能的影响 |
| 5.3 小尺寸NiTi颗粒/Cu复合材料的力学性能 |
| 5.3.1 NiTi颗粒含量对复合材料的力学性能的影响 |
| 5.3.2 轧制处理对复合材料的力学性能的影响 |
| 5.3.3 界面反应对复合材料的力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
（9）真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及来源 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金基本性能 |
| 1.2.1 形状记忆效应 |
| 1.2.2 超弹性 |
| 1.2.3 生物相容性 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金相变行为 |
| 1.3.1 相组成 |
| 1.3.2 相变 |
| 1.4 NiTi形状记忆合金制备工艺 |
| 1.5 NiTi形状记忆合金的生物医学应用 |
| 1.6 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 NiTi基形状记忆合金材料的制备 |
| 2.3 组织性能表征方法 |
| 2.3.1 微观组织表征 |
| 2.3.2 物相性能分析 |
| 2.3.3 相变行为检测 |
| 2.3.4 硬度测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 NiTiX (Cr、V、Fe)形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.1 NiTi形状记忆合金显微组织与性能研究 |
| 3.1.1 成分设计及预处理 |
| 3.1.2 显微组织表征 |
| 3.1.3 XRD物相分析 |
| 3.1.4 相变行为分析 |
| 3.1.5 维氏硬度分析 |
| 3.2 NiTiCr_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.2.1 成分设计及预处理 |
| 3.2.2 显微组织表征 |
| 3.2.3 XRD物相分析 |
| 3.2.4 相变行为分析 |
| 3.2.5 维氏硬度分析 |
| 3.3 NiTiV_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.3.1 成分设计及预处理 |
| 3.3.2 显微组织表征 |
| 3.3.3 XRD物相分析 |
| 3.3.4 相变行为分析 |
| 3.3.5 维氏硬度分析 |
| 3.4 NiTiFe_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.4.1 成分设计及预处理 |
| 3.4.2 显微组织表征 |
| 3.4.3 XRD物相分析 |
| 3.4.4 相变行为分析 |
| 3.4.5 维氏硬度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 NiTiFe_XV_(0.5)形状记忆合金组织与性能研究 |
| 4.1 成分设计及预处理 |
| 4.2 显微组织表征 |
| 4.3 XRD物相分析 |
| 4.4 相变行为分析 |
| 4.5 维氏硬度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）TiNiV形状记忆合金相变和形变特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 NiTi基形状记忆合金及应用 |
| 1.2.1 形状记忆效应及其机理 |
| 1.2.2 超弹性及其机理 |
| 1.2.3 形状记忆效应和超弹性的关系 |
| 1.2.4 NiTi基合金的应用 |
| 1.3 NiTi基形状记忆合金的相变行为 |
| 1.3.1 NiTi基合金相结构与相变类型 |
| 1.3.2 温度诱发马氏体相变 |
| 1.3.3 应力-应变诱发马氏体相变 |
| 1.3.4 NiTi基合金相变行为的影响因素 |
| 1.4 NiTi基形状记忆合金的形变特性 |
| 1.4.1 NiTi基形状记忆合金的变形行为 |
| 1.4.2 NiTi基合金形变特性的影响因素 |
| 1.5 三元NiTi基合金研究现状 |
| 1.5.1 三元Ti NiX形状记合金研究进展 |
| 1.5.2 TiNiV形状记忆合金研究进展 |
| 1.6 本课题研究意义及内容 |
| 第二章 实验材料与试验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验流程 |
| 2.3 显微织构分析 |
| 2.4 相变行为测试 |
| 2.5 形变特性测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 TiNiV冷轧板材相变和形变特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原始Ti NiV板材的组织性能 |
| 3.2.1 显微织构 |
| 3.2.2 相变行为 |
| 3.2.3 力学行为及超弹性 |
| 3.2.4 断口形貌 |
| 3.3 退火温度对Ti NiV冷轧板材相变和形变特性的影响 |
| 3.3.1 退火试样制备 |
| 3.3.2 显微组织 |
| 3.3.3 XRD |
| 3.3.4 显微硬度 |
| 3.3.5 退火温度对Ti NiV冷轧板材相变行为的影响 |
| 3.3.6 退火温度对Ti NiV冷轧板材力学性能的影响 |
| 3.3.7 断口形貌 |
| 3.3.8 退火温度对Ti NiV冷轧板材超弹性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 TiNiV丝材相变和形变特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矫直温度对Ti NiV合金丝材组织性能的影响 |
| 4.2.1 微观组织 |
| 4.2.2 相变行为 |
| 4.2.3 力学性能 |
| 4.2.4 超弹性 |
| 4.2.5 断口形貌 |
| 4.3 退火温度对热矫态Ti Ni V丝材相变和形变特性的影响 |
| 4.3.1 微观组织 |
| 4.3.2 相变行为 |
| 4.3.3 力学性能 |
| 4.3.4 超弹性 |
| 4.4 退火温度对温矫态Ti Ni V丝材相变和形变特性的影响 |
| 4.4.1 微观组织 |
| 4.4.2 相变行为 |
| 4.4.3 力学性能 |
| 4.4.4 超弹性 |
| 4.5 退火温度对冷矫态Ti Ni V丝材相变和形变特性的影响 |
| 4.5.1 微观组织 |
| 4.5.2 相变行为 |
| 4.5.3 力学性能 |
| 4.5.4 超弹性 |
| 4.6 分析与讨论 |
| 4.6.1 退火温度对不同矫直态Ti NiV丝材微观组织的影响 |
| 4.6.2 退火温度对不同矫直态Ti NiV丝材相变行为的影响 |
| 4.6.3 退火温度对不同矫直态Ti NiV丝材形变特性的影响 |
| 4.6.4 断口特征 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 应变量和循环变形对温矫态TiNiV丝材超弹性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同应变量对温矫态Ti NiV丝材超弹性的影响 |
| 5.3 循环变形对温矫态Ti Ni V丝材超弹性的影响 |
| 5.3.1 定应变增量循环 |
| 5.3.2 定应变循环 |
| 5.3.3 定应力循环 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、NiTi形状记忆合金及其显微组织特征（论文参考文献）
- [1]冷变形对NiTiV合金力学性能及相变特征的影响[D]. 杨宏亮. 安徽工业大学, 2020(06)
- [2]激光选区熔化NiTi形状记忆合金[D]. 于静雅. 山东大学, 2020
- [3]增材制备Ti-Ni合金及其性能研究[D]. 任德春. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]NiTi形状记忆合金的层流等离子增材制造工艺、组织与性能研究[D]. 李淼. 东南大学, 2020(01)
- [5]铜基记忆合金粉芯丝材制备与其电弧增材制造特性研究[D]. 陈特. 江苏大学, 2020(07)
- [6]NiTi形状记忆合金丝材热变形行为及拉拔有限元模拟研究[D]. 石海洋. 江苏大学, 2020(02)
- [7]FeMnSi记忆合金/304不锈钢激光焊接研究[D]. 边新宇. 大连海事大学, 2020(01)
- [8]NiTi形状记忆合金颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征[D]. 刘朝信. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [9]真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究[D]. 陈志伟. 安徽工业大学, 2019(02)
- [10]TiNiV形状记忆合金相变和形变特性研究[D]. 赵博. 江苏大学, 2019(02)