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Ti-19Zr-11Nb-2Ta形状记忆合金的热循环稳定性
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作者 屈文涛 马云飞 潘博洋 《热加工工艺》 北大核心 2025年第20期25-28,34,共5页
对Ti-19Zr-11Nb-2Ta形状记忆合金进行N次(N=0、5、10、20、50)热循环处理。采用金相显微观察、X射线衍射分析及拉伸试验等方法,研究了合金样品热循环前后的微观组织、力学性能及形状记忆效应。结果表明:合金样品在多次热循环以后保持β... 对Ti-19Zr-11Nb-2Ta形状记忆合金进行N次(N=0、5、10、20、50)热循环处理。采用金相显微观察、X射线衍射分析及拉伸试验等方法,研究了合金样品热循环前后的微观组织、力学性能及形状记忆效应。结果表明:合金样品在多次热循环以后保持β相和α''马氏体相的双相组织不变。合金样品在经过50次热循环以后,抗拉强度为480 MPa,伸长率约为5%,形状记忆效应下降,但在4%预应变下拉伸卸载后的形状记忆效应为0.6%,仍然保持形状记忆效应。Ti-19Zr-11Nb-2Ta形状记忆合金展现出良好的热循环稳定性。 展开更多
关键词 Ti-Zr-Nb-Ta 形状记忆效应 热循环稳定性
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7×7构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究
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作者 周玉浩 连鸣 +1 位作者 苏明周 王颜凯 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期213-227,共15页
重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚... 重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响.此外,通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变.结果表明,经过400℃下退火10 min后,SMA绞线具有出色的超弹性性能,应变回复率达到91.7%.在恒定应变幅值加卸载训练下,SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定,应在工程应用中予以考虑;通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力,未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%;当加载速率大于5×10^(-4)s^(-1)后,SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感;与SMA丝材相比,SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性,适用于在大变形情况下提供足够的恢复力;试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持. 展开更多
关键词 形状记忆合金绞线 超弹性 热处理方案 预训练 力学性能
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预应变与热处理对NiTiNb合金相变滞后的影响
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作者 仝少凯 岳艳芳 +3 位作者 杨峰 王兆龙 蒋志鑫 王蕊 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期41-47,共7页
制备了3种NiTi(Nb)合金样品,用差示扫描量热仪研究了添加Nb原子、热处理及预应变对NiTi合金相变行为及相变滞后的影响。结果表明:固溶入NiTi基体中的Nb对其相变滞后具有重要的影响,固溶入基体中的Nb原子越多,其相变滞后越大;热处理对热... 制备了3种NiTi(Nb)合金样品,用差示扫描量热仪研究了添加Nb原子、热处理及预应变对NiTi合金相变行为及相变滞后的影响。结果表明:固溶入NiTi基体中的Nb对其相变滞后具有重要的影响,固溶入基体中的Nb原子越多,其相变滞后越大;热处理对热轧制备的NiTi(Nb)合金的相变特征温度及相变滞后影响较小;预应变能有效提高NiTi(Nb)合金的马氏体逆相变温度,增大相变滞后。预应变后的NiTiNb合金比NiTi合金具有更大的相变滞后,这可能是由于固溶在NiTi基体中的Nb原子提高了合金的弹性应变能,单质β-Nb相在预应变过程中发生塑性变形提高了马氏体的稳定性,2种因素使NiTiNb合金比NiTi合金的相变滞后更大。 展开更多
关键词 NITI合金 形状记忆合金 相变行为 相变滞后
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含畴NiTiNb合金的变温拉伸力学行为与机制
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作者 孙祎帆 李彦 +2 位作者 张强 高鹏飞 于开元 《功能材料》 北大核心 2025年第5期5110-5114,5134,共6页
纳米畴是热弹性马氏体相变材料中的非周期性畸变区,深刻影响材料的相变行为,但其对力学行为的影响规律不清。采用真空感应熔炼、锻造、冷变形及退火制备出不同成分的含畴NiTiNb合金丝材,利用透射电镜(TEM)表征微观组织,采用变温电阻仪... 纳米畴是热弹性马氏体相变材料中的非周期性畸变区,深刻影响材料的相变行为,但其对力学行为的影响规律不清。采用真空感应熔炼、锻造、冷变形及退火制备出不同成分的含畴NiTiNb合金丝材,利用透射电镜(TEM)表征微观组织,采用变温电阻仪测试相变行为,利用万能拉伸试验机表征变温拉伸力学行为。结果表明,NiTiNb合金降温相变与力学行为均与合金成分密切相关。通过调控Ni含量与Ti+Nb含量(原子百分比)差值,可在较宽温域内获得纳米畴;当测试温度T<M^(σ)_(s)时,上述差值越大,合金屈服应力的温度依赖性(dσ/d T)越小,可在更宽的温域内展现出高强度;当测试温度T>M^(σ)_(s)时,更大的上述差值对应于合金的屈服强度与塑性同时提升。 展开更多
关键词 NiTiNb记忆合金 纳米畴 力学性能 温度依赖性
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应变玻璃统一形成判据的研究进展
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作者 范孟娜 陶雪飞 +1 位作者 宗洪祥 丁向东 《材料导报》 北大核心 2025年第11期91-100,共10页
应变玻璃作为一种新型的铁性功能玻璃,可以通过在形状记忆合金中引入缺陷获得,在微观上表现为长程无序的纳米马氏体畴冻结态。同时应变玻璃作为一种形状记忆合金,具有形状记忆效应和超弹性行为,获得了人们的关注,并且被广泛地应用在手... 应变玻璃作为一种新型的铁性功能玻璃,可以通过在形状记忆合金中引入缺陷获得,在微观上表现为长程无序的纳米马氏体畴冻结态。同时应变玻璃作为一种形状记忆合金,具有形状记忆效应和超弹性行为,获得了人们的关注,并且被广泛地应用在手机、医疗等日常生活和航空航天等高科技领域。此外,与传统的马氏体合金相比,应变玻璃合金具有Invar效应和智能阻尼效应等奇异性能。应变玻璃转变作为一种全新的结构相变现象,研究发现不仅点缺陷可以引起应变玻璃转变,而且位错和析出物也可以引起应变玻璃转变,这三种应变玻璃转变具有统一的微观物理图像。本文主要总结了点缺陷型应变玻璃的形成判据,并且通过分子动力学模拟的方法成功复现了位错型应变玻璃的转变过程以及形成判据,据此得到了析出物型应变玻璃的形成判据,最终建立了多种应变玻璃形成条件的统一判据。 展开更多
关键词 应变玻璃 应变网络 缺陷 分子动力学 微观机制
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B掺杂Ti-Ta-Zr-Fe形状记忆合金的马氏体相变和形状记忆效应
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作者 司曼曼 张国鑫 +1 位作者 郑晓航 蔡伟 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第5期1-9,共9页
作为重要的金属智能材料,高温形状记忆合金在航空航天、火灾预警、核反应堆等高温服役环境中具有巨大的应用价值。钛基高温形状记忆合金具有优异的冷加工性能和力学性能,但其形状记忆效应有待提升。Ti-15Ta-15Zr高温形状记忆合金具有优... 作为重要的金属智能材料,高温形状记忆合金在航空航天、火灾预警、核反应堆等高温服役环境中具有巨大的应用价值。钛基高温形状记忆合金具有优异的冷加工性能和力学性能,但其形状记忆效应有待提升。Ti-15Ta-15Zr高温形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和较高的相变温度,但Zr掺杂使Ti-Ta合金的冷加工性能恶化,而加入少量第4组元Fe能有效改善Ti-15Ta-15Zr合金的力学性能。利用SEM、DSC、拉伸试验等测试方法研究了B元素掺杂和热机械处理对Ti-15Ta-15Zr-0.5Fe高温形状记忆合金的影响。B掺杂可以显著地细化晶粒,降低合金的相变温度,每掺杂0.1 at.%B将使马氏体相变峰值温度M_(p)降低5℃。B元素在Ti-15Ta-15Zr-0.5Fe中的固溶度约为0.3 at.%。B掺杂量超过0.3 at.%时,B将与Ti发生共晶反应,生成短棒状或针状TiB。当B掺杂量为0.3 at.%时,合金的可回复应变最大,形状记忆效应最佳。通过掺杂0.3 at.%B元素和700℃/0.5 h退火处理后,(Ti-15Ta-15Zr-0.5Fe)_(99.7)B_(0.3)合金的晶粒明显细化,在预应变6%时合金的可回复应变达5.6%,相较于Ti-15Ta-15Zr-0.5Fe提升了25%。 展开更多
关键词 形状记忆合金 元素掺杂 马氏体相变 形状记忆效应 循环稳定性
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Co和Cu元素含量对高熵形状记忆合金微观组织与性能的影响
7
作者 段望春 郑冬 +3 位作者 张龙 赵燕春 马虎文 冯远飞 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第1期39-45,共7页
采用磁悬浮水冷铜坩埚熔炼及负压铜模吸铸法制备了Ti_(25)Zr_(10)Hf_(15)Ni_(25)Cu_(25-x)Co_(x)(x=5,10,15 at.%)高熵形状记忆合金,利用XRD、SEM、万能试验机和电化学工作站对合金的相结构、微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能的进行了... 采用磁悬浮水冷铜坩埚熔炼及负压铜模吸铸法制备了Ti_(25)Zr_(10)Hf_(15)Ni_(25)Cu_(25-x)Co_(x)(x=5,10,15 at.%)高熵形状记忆合金,利用XRD、SEM、万能试验机和电化学工作站对合金的相结构、微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能的进行了测试分析。结果表明,铸态合金组织为B2奥氏体单相结构,压缩断裂后为B2+B19'相,且随着Co含量的增加,晶粒尺寸先减小后增大。随着Co含量的增加,体系的抗压强度和塑性呈现先增加后降低的趋势,且随着尺寸的减小试样的强度和塑性略有提高,Ti_(25)Zr_(10)Hf_(15)Ni_(25)Cu_(15)Co_(10)合金的综合力学性能最佳,抗压强度及塑性分别达到2694.65 MPa和26.55%。在3.5 wt.%NaCl溶液中,合金的耐腐蚀性随Co含量的增加先上升再下降。 展开更多
关键词 高熵形状记忆合金 微合金化 力学性能 相变诱导塑性 腐蚀性能
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FeMnSi/NiTiNb复合管旋转挤压界面成形质量研究
8
作者 宋思楠 贾雄飞 孙志超 《中国材料进展》 北大核心 2025年第8期785-792,共8页
旋转挤压工艺为镍基/铁基形状记忆合金复合管成形提供了可能的新途径,但由于两种材料强度、塑性等差异较大,成形过程中容易出现变形不协调和不均匀,导致界面流速差大、分层等问题。为此设计了3种变形模式,通过有限元模拟研究了坯料温度... 旋转挤压工艺为镍基/铁基形状记忆合金复合管成形提供了可能的新途径,但由于两种材料强度、塑性等差异较大,成形过程中容易出现变形不协调和不均匀,导致界面流速差大、分层等问题。为此设计了3种变形模式,通过有限元模拟研究了坯料温度、挤压比和模具角度对复合管旋转挤压界面成形质量关键指标——界面流动速度差和径向压应力的影响规律。发现:随着坯料温度、挤压比和模具角度的增大,3种变形模式下的界面流动速度差均呈现增大趋势;随着坯料温度的降低和挤压比的增大,3种变形模式的径向压应力均呈现增大趋势;随着模具角度的增大,内定外缩和内扩外缩模式的径向压应力呈现减小趋势,而整体缩径模式的径向压应力却呈现增大趋势;综合比较后确定了旋转挤压合理的变形模式:内扩外缩模式。 展开更多
关键词 复合管 旋转挤压 数值模拟 工艺参数 变形模式
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NiTiNb合金力致相变与位错塑性的晶粒尺寸依赖性
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作者 张强 杨优奕 +1 位作者 王涛涛 于开元 《功能材料》 北大核心 2025年第3期3008-3012,3037,共6页
NiTi基形状记忆合金在塑性变形过程中主要存在力致马氏体相变与位错塑性两种机制的竞争。为拓宽超弹性温域、减小残余应变,常需提升位错滑移临界应力,使其超过相变临界应力。细化晶粒是抑制位错滑移的典型手段,但这同时导致相变受制,使... NiTi基形状记忆合金在塑性变形过程中主要存在力致马氏体相变与位错塑性两种机制的竞争。为拓宽超弹性温域、减小残余应变,常需提升位错滑移临界应力,使其超过相变临界应力。细化晶粒是抑制位错滑移的典型手段,但这同时导致相变受制,使上述两类应力同步提升。目前,关于相变与位错滑移临界应力的晶粒尺寸依赖性的相对强弱尚不明晰。通过熔炼、锻造、拔丝及晶化退火制得不同晶粒尺寸的Ni_(51)Ti_(47)Nb_(2)(原子分数%)合金丝材,利用不同温度下的拉伸实验表征了Ni_(51)Ti_(47)Nb_(2)合金的超弹性与塑性变形行为。结果表明,Ni_(51)Ti_(47)Nb_(2)合金相变与位错滑移临界应力均具有Hall-Petch型晶粒尺寸依赖性,即临界应力与晶粒尺寸的平方根成正比。随晶粒尺寸减小,位错滑移临界应力比相变临界应力提升快的多,故可确保细晶化为提升超弹性的有效手段。 展开更多
关键词 形状记忆合金 超弹性 力致马氏体相变 位错塑性 晶粒尺寸依赖性
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退火对铸态高富镍NiTi合金组织和硬度的影响
10
作者 曹国庆 袁天雅 +1 位作者 杨衍祥 文玉华 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期136-143,共8页
对3种铸态高富镍NiTi合金(59wt%Ni~61wt%Ni)进行400~950℃保温5 h的退火处理,研究了退火温度对铸态高富镍NiTi合金微观组织演变和马氏体相变的影响,及其与硬度的关系。结果表明:铸态高富镍NiTi合金的硬度随Ni含量的增加而降低;700℃以... 对3种铸态高富镍NiTi合金(59wt%Ni~61wt%Ni)进行400~950℃保温5 h的退火处理,研究了退火温度对铸态高富镍NiTi合金微观组织演变和马氏体相变的影响,及其与硬度的关系。结果表明:铸态高富镍NiTi合金的硬度随Ni含量的增加而降低;700℃以上退火可以进一步提高铸态高富镍NiTi合金的硬度,950℃退火后59NiTi、60NiTi、61NiTi合金的硬度分别提高到81.6、87.3和86.3 HRA。铸态59NiTi合金的高硬度来源于合金中均匀分布的Ni4Ti3相,粗大的Ni3Ti2相及Ni3Ti相是60NiTi和61NiTi合金硬度降低的原因。随退火温度升高,粗大的第二相固溶于基体使NiTi合金的Ms降低,能进一步提高硬度。 展开更多
关键词 铸态NiTi合金 退火温度 硬度 马氏体相变
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考虑应变幅值影响的超弹性SMA相变棘轮行为宏观唯象本构模型
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作者 杨涛 刘章锐 +1 位作者 刘博 张阳 《材料导报》 北大核心 2025年第17期207-212,共6页
为将形状记忆合金(SMA)的超弹性性能充分应用到工程实践当中,对超弹性SMA丝进行单轴循环拉伸试验,基于试验结果与广义黏塑性框架下改进的Graesser本构模型,建立了可统一SMA相变棘轮行为与稳定超弹性行为的宏观唯象本构模型。首先通过试... 为将形状记忆合金(SMA)的超弹性性能充分应用到工程实践当中,对超弹性SMA丝进行单轴循环拉伸试验,基于试验结果与广义黏塑性框架下改进的Graesser本构模型,建立了可统一SMA相变棘轮行为与稳定超弹性行为的宏观唯象本构模型。首先通过试验结果分析应变幅值与循环次数对超弹性SMA相变特征参量及耗能特性的影响规律;进一步以SMA非弹性应变的累积量为内变量并考虑马氏体硬化特征,将反映超弹性SMA特征参量的演化方程引入到改进的Graesser模型中,拓展出可统一超弹性SMA相变行为的本构模型;最后利用该本构模型对超弹性SMA单轴循环拉伸时的滞回曲线进行数值模拟,对预测结果与试验结果的滞回曲线进行比较,并评估超弹性SMA单圈能量耗散的预测误差。结果表明新模型拓宽了改进模型的适用范围,不仅能够保留原有功能,亦可精确描述变应变幅值影响下的超弹性SMA相变棘轮行为,对单圈能量耗散值预测精度较高。本工作可为工程实践中超弹性SMA耗能元件提供更完善的应用理论。 展开更多
关键词 形状记忆合金 超弹性 相变棘轮行为 应变幅值 Graesser本构模型
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构建方向对激光粉床熔化NiTi记忆合金微观组织和功能特性的影响 被引量:1
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作者 王成 李昊航 +3 位作者 陈捷 赵昆 崔立山 郝世杰 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期11017-11023,共7页
在激光粉床熔化(LPBF)技术制造三维金属构件过程中,构建方向导致的热历史差异可能会引起晶粒形态、缺陷数量和相组成的变化,从而影响构件的力学性能和功能特性。探讨了0°、45°和90°3种构建方向对NiTi形状记忆合金微观组... 在激光粉床熔化(LPBF)技术制造三维金属构件过程中,构建方向导致的热历史差异可能会引起晶粒形态、缺陷数量和相组成的变化,从而影响构件的力学性能和功能特性。探讨了0°、45°和90°3种构建方向对NiTi形状记忆合金微观组织和力学性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)分析了LPBF制备NiTi合金的微观组织和相变行为,并通过变温拉伸测试评估了NiTi合金在马氏体和奥氏体状态下的力学性能和功能特性。结果表明,0°、45°和90°样品的熔池类型分别为传导模式、混合模式和匙孔模式。在室温和100℃下,0°、45°和90°样品的拉伸应变分别为10.5%/8.5%、17%/11%和9.5%/5.5%。在室温下拉伸6%后,3组样品的可恢复应变分别为3.3%、3.4%和3.8%。 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 激光粉床熔化 构建方向 相变行为 拉伸性能
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时效时间对Ti-50.8Ni-0.1Nb形状记忆合金组织和性能的影响
13
作者 张伟 贺志荣 刘康凯 《热加工工艺》 北大核心 2024年第24期92-96,共5页
对Ti-50.8Ni-0.1Nb形状记忆合金进行了400℃+1~50 h时效处理,用透射电子显微镜、示差扫描量热仪和拉伸实验研究了时效时间对该合金显微组织、相变行为、形状记忆行为和拉伸性能的影响。结果表明,当时效时间由1 h延长到50 h时,400℃时效... 对Ti-50.8Ni-0.1Nb形状记忆合金进行了400℃+1~50 h时效处理,用透射电子显微镜、示差扫描量热仪和拉伸实验研究了时效时间对该合金显微组织、相变行为、形状记忆行为和拉伸性能的影响。结果表明,当时效时间由1 h延长到50 h时,400℃时效态Ti-50.8Ni-0.1Nb合金中Ti3Ni4析出相由细小颗粒状生长为粗大片状,冷却/加热相变类型由B2→R→B19'/B19'→R→B2型向B2→R→B19'/B19'→B2型转变(B2-母相,Cs Cl型结构;R-R相,菱方结构;B19'-马氏体,单斜结构),R相变温度由31.3℃增加到46.8℃,马氏体相变温度由-127.5℃增加到-10.3℃,马氏体相变热滞由131.7℃下降到57.2℃,R相变热滞在3.8~5.0℃之间变化。400℃+5~50 h时效态合金的抗拉强度较高,在1360~1385 MPa之间变化;400℃+1~10 h时效态合金的伸长率较大,在15%~17%之间变化。400℃+1 h时效态合金呈超弹性,400℃+5~50 h时效态合金呈形状记忆效应。 展开更多
关键词 Ti-50.8Ni-0.1Nb合金 形状记忆合金 时效时间 相变 形状记忆行为
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CeO_(2)添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响
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作者 尹小琴 朱建 +2 位作者 唐第东 王宏宇 黄金雷 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期83-88,共6页
采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减... 采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO_(2)质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO_(2)添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO_(2)质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 电弧增材制造 CeO_(2) 粉芯丝材 钉扎效应
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Fe对Ni-Mn-Ga合金微丝形状记忆效应的影响 被引量:3
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作者 刘艳芬 李爽 +2 位作者 郎子锐 马梓轩 刘晓华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期182-191,共10页
以Ni-Mn-Ga合金微丝为基础分析Fe元素掺杂前后对合金微丝的形状记忆效应的变化。用真空磁控钨极电弧熔炼炉制备Ni-Mn-Ga-Fe合金,并用高真空精密熔体抽拉设备将母合金制备成微丝。采用EDS能谱分析仪、DSC差示扫描量热分析仪、XRD、DMA动... 以Ni-Mn-Ga合金微丝为基础分析Fe元素掺杂前后对合金微丝的形状记忆效应的变化。用真空磁控钨极电弧熔炼炉制备Ni-Mn-Ga-Fe合金,并用高真空精密熔体抽拉设备将母合金制备成微丝。采用EDS能谱分析仪、DSC差示扫描量热分析仪、XRD、DMA动态机械分析仪,研究Fe元素掺杂Ni-Mn-Ga合金微丝后的物相、马氏体相变行为、微丝的形状记忆效应。结果表明,Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝显示的是四方结构马氏体相和面心立方结构奥氏体相的混合相,对微丝采用步进式阶梯有序化热处理,有序化热处理能有效降低微丝内部缺陷,释放内应力,细化微丝内部晶粒,收缩晶格体积,马氏体孪晶界面更加平直,孪晶面更易移动,微丝的伸长率提高。在258 K下对制备态Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行单程形状记忆的测试,拉伸到350 MPa后卸载到0 MPa,随后将微丝升温到奥氏体态后,应变恢复率为78.75%,而在289K对有序化热处理态Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行单程形状记忆测试,应变恢复率达到100%。在126 MPa和240 MPa下分别对有序化热处理态三元Ni-Mn-Ga合金微丝和Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行恒应力拉伸,两种微丝双程形状恢复能力均接近100%,但Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝在发生形变时的弹性应变储能略高于Ni-Mn-Ga合金微丝。Fe的加入使得到的合金微丝的力学性能高于传统三元形状记忆合金微丝;制备态下和热处理态的Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝的马氏体相变温度较Ni-Mn-Ga合金微丝分别提高6.0 K和11.5 K,热滞分别降低6.7 K和1.5 K。 展开更多
关键词 形状记忆合金 Ni-Mn-Ga铁磁合金微丝 马氏体相变 形状记忆效应
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7×19构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究 被引量:1
16
作者 周玉浩 连鸣 +1 位作者 王颜凯 苏明周 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期238-247,共10页
为充分发挥大直径NiTi形状记忆合金(SMA)绞线的超弹性性能,在常温下对单丝直径1.0 mm的7×19构型SMA绞线进行了循环拉伸试验;分析了热处理方案、应变幅值、循环次数、预训练和加载速率等因素对其超弹性的影响,得到了各因素下SMA绞... 为充分发挥大直径NiTi形状记忆合金(SMA)绞线的超弹性性能,在常温下对单丝直径1.0 mm的7×19构型SMA绞线进行了循环拉伸试验;分析了热处理方案、应变幅值、循环次数、预训练和加载速率等因素对其超弹性的影响,得到了各因素下SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效粘滞阻尼比、强度和刚度等力学参数变化规律。结果表明:针对本研究的7×19构型SMA绞线,400℃退火10 min的热处理方案下其相变应力和恢复率最高,热处理时间过长会造成这些特性严重退化;SMA绞线内部单丝变形和应力发展不均匀程度更高,滞回曲线无明显相变平台;恒定幅值拉伸下SMA绞线的初始弹性模量和极限应力变化相对较小,而相变平台高度、恢复率以及等效粘滞阻尼比退化较为明显;通过预训练的方式可以减轻SMA绞线的功能损伤,显著减小残余变形,提高可恢复能力;加载速率对SMA绞线的马氏体应力和屈服平台切线模量的影响较大,当加载速率超过1×10^(-2) s^(-1)后,滞回曲线对加载速率的变化不再敏感。试验结果可为7×19构型SMA绞线的应用提供数据支持。 展开更多
关键词 7×19构型形状记忆合金绞线 超弹性 热处理 力学性能 循环加载
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岩溶区燃气管道灾害系统多因素耦合作用机理研究 被引量:3
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作者 李乔楚 陈军华 《灾害学》 CSCD 北大核心 2024年第1期228-234,共7页
基于灾害系统理论,从“孕灾环境-灾害因子-承灾体-灾情”系统性视角出发,结合系统动力学模型,探讨岩溶区燃气管道灾害系统各子系统内部以及子系统间的耦合关系,考虑多因素间的差异化传导路径,深度剖析灾害演化过程中多因素耦合的作用机... 基于灾害系统理论,从“孕灾环境-灾害因子-承灾体-灾情”系统性视角出发,结合系统动力学模型,探讨岩溶区燃气管道灾害系统各子系统内部以及子系统间的耦合关系,考虑多因素间的差异化传导路径,深度剖析灾害演化过程中多因素耦合的作用机理和影响规律。研究表明:(1)孕灾环境活跃性与人员、管道、环境不安全状态以及管理漏洞密切相关;灾害因子风险性受到火灾和爆炸危害的概率、强度、范围、持续时间共同作用;承灾体脆弱性受到社会-经济-自然承灾体三者耦合影响;灾情严重性包含人员伤亡程度、经济损失程度及环境破坏程度三个维度。(2)岩溶区燃气管道灾害的孕育和演化是四个子系统共同作用的结果,子系统两两之间以及三者之间的耦合作用表征灾害不同阶段,而四个子系统间的耦合作用是对整个灾害过程的描述。 展开更多
关键词 岩溶区 燃气管道 灾害系统 多因素耦合 作用机理
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一种形状记忆合金半主动TMD系统的试验研究 被引量:3
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作者 闫路悦 黄浩宇 李易 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第2期81-88,共8页
针对调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)系统应用于轻型结构时易失调从而导致减振效果下降的问题,提出了一种新型形状记忆合金半主动TMD系统。该系统利用钢索悬吊质量块并承担其全部重量,使用有效截面为矩形的大尺寸镍钛形状记忆合... 针对调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)系统应用于轻型结构时易失调从而导致减振效果下降的问题,提出了一种新型形状记忆合金半主动TMD系统。该系统利用钢索悬吊质量块并承担其全部重量,使用有效截面为矩形的大尺寸镍钛形状记忆合金棒材,提供TMD系统水平面2个方向不同的抗弯刚度。为了研究该系统的半主动性能,进行了足尺形状记忆合金半主动TMD系统的自由振动试验,通过改变形状记忆合金的工作温度,研究了温度变化对TMD系统频率及阻尼比的影响。研究结果表明,控制形状记忆合金工作温度从-40~+80℃,TMD系统的频率随温度升高呈现升高趋势,而阻尼比随温度升高呈现下降趋势。将该新型形状记忆合金半主动TMD系统应用于受控结构中,一旦TMD失调,可以通过改变形状记忆合金的温度使其重新调谐。因此,设计的新型形状记忆合金TMD系统在轻型结构减振研究中具有一定的工程应用价值和前景。 展开更多
关键词 振动控制 半主动控制 形状记忆合金 调谐质量阻尼器 失调
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Gd掺杂对Ni-Mn-In磁性形状记忆合金电子结构、磁性与马氏体相变影响:第一性原理计算和实验 被引量:1
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作者 徐阳睿 辛向阳 +2 位作者 郭欣 高丽 许竞翔 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期180-189,共10页
采用实验研究与第一性原理计算相结合的方法,研究了Gd掺杂对Ni-Mn-In合金的影响。第一性原理计算结果发现,在Ni_(8)Mn_(6)In_(2)中,Gd掺杂倾向于占据合金中的Ni和In的亚晶格。Gd取代Ni或In后均可提高马氏体温度,同时降低居里温度。特别... 采用实验研究与第一性原理计算相结合的方法,研究了Gd掺杂对Ni-Mn-In合金的影响。第一性原理计算结果发现,在Ni_(8)Mn_(6)In_(2)中,Gd掺杂倾向于占据合金中的Ni和In的亚晶格。Gd取代Ni或In后均可提高马氏体温度,同时降低居里温度。特别是Gd取代In时,相变温度的提升更为显著。电子态密度分析表明:Gd会降低奥氏体稳定性,提高马氏体稳定性,是其相变温度升高的主要原因。采用真空电弧熔炼炉成功制备了Ni_(50-x)Mn_(35)In_(15)Gd_(x)(x=0,1,2)和Ni_(50)Mn_(35)In_(15-x)Gd_(x)(x=0,1,2)多晶合金,通过DSC实验数据分析,Gd的掺杂提升了合金的相变温度,其中Ni_(50)Mn_(35)In_(13)Gd_(2)的马氏体转变开始温度达到160℃,可以满足高温(≈97℃)的工作条件,在单个Gd原子的掺杂下未改变合金母相和马氏体相的磁状态,对磁化强度差的影响较小,阐明了Gd掺杂对合金的磁结构影响机理。 展开更多
关键词 第一性原理 磁性形状记忆合金 马氏体相变 电子结构
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基于新型冷却方式的形状记忆合金驱动系统 被引量:1
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作者 张肖肖 陶哲 +3 位作者 杨浩 金虎 孙帅帅 张世武 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第11期108-112,共5页
为了解决热积累对于形状记忆合金(SMA)驱动器响应频率的限制问题,提出一种基于新型冷却方式的SMA弹簧差动式驱动器。在传统风冷的基础上加入微孔雾化片装置,通过产生水雾提高风冷系统的冷却效率;设计了可控风道系统,可在SMA弹簧加热和... 为了解决热积累对于形状记忆合金(SMA)驱动器响应频率的限制问题,提出一种基于新型冷却方式的SMA弹簧差动式驱动器。在传统风冷的基础上加入微孔雾化片装置,通过产生水雾提高风冷系统的冷却效率;设计了可控风道系统,可在SMA弹簧加热和冷却过程分别关闭和打开相应风道,进而提高响应速度和能量利用率。进一步,建立了系统理论模型,通过仿真得到不同条件下SMA弹簧的驱动时间。实验结果证明,相比传统风冷,新型冷却方式在低风速时使得SMA驱动器运动频率提升了26.7%,在高风速时运动频率提升了9.5%。最后,将该系统应用在一款仿生手指上,通过实验证明了应用新型冷却方式的SMA驱动系统能有效提高仿生手指的运动性能。 展开更多
关键词 主动冷却 形状记忆合金弹簧 驱动器 运动性能
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