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定向再結(jié)晶對熱軋態(tài)Cu71Al18Mn11合金的組織和超彈性性能的影響

1059 編輯：中冶有色網(wǎng) 來源：徐利君,鄭策,馮小輝,黃秋燕,李應(yīng)舉,楊院生

2024-04-17 10:10:03

形狀記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)，還具有超彈性和優(yōu)異的阻尼性能，在航空航天、汽車、生物醫(yī)療領(lǐng)域有極大的應(yīng)用前景[1] 對NiTi基形狀記憶合金，已經(jīng)進行了深入的研究[2,3] Cu基形狀記憶合金比NiTi合金的價格低廉且其相變溫度可調(diào)范圍大、導(dǎo)電性好和工作溫度較高[1,4]，因此發(fā)展?jié)摿薮?CuAlMn系合金的形狀記憶性能和阻尼性能優(yōu)良，且其冷變形加工性能較好[4]，受到極大的關(guān)注 Cu基形狀記憶合金的組織特征對其超彈性性能有重要的影響在多晶Cu基形狀記憶合金的加載過程中易在晶界處發(fā)生應(yīng)力集中，在晶界處富集的相變馬氏體引起體積變化，從而引發(fā)晶界開裂[5~8]，使其塑性和超彈性性能降低與等軸晶組織相比，柱狀晶組織中沒有三叉晶界，能消除垂直于應(yīng)力方向的晶界和減小晶界面積，使其塑性、形狀記憶效應(yīng)和超彈性性能顯著提高[9] 因此，制備大尺寸柱狀晶組織成為提高Cu基合金形狀記憶效應(yīng)和超彈性性能的關(guān)鍵定向再結(jié)晶，是一種通過控制熱區(qū)移動使固態(tài)合金獲得定向微觀組織的技術(shù)[10] 與定向凝固相比，定向再結(jié)晶的處理溫度低并可制造復(fù)雜零件[11] 研究表明，定向再結(jié)晶工藝參數(shù)對其組織有重要的影響[12~16] 對于含有第二相顆粒的金屬如Ni基高溫合金，γ'粒子釘扎晶界且阻礙異常晶粒長大[17~19]，因此熱區(qū)溫度應(yīng)該達到第二相γ'粒子溶解的溫度對純鐵和Fe-6.5%Si的定向再結(jié)晶的研究發(fā)現(xiàn)[20,21]，在固定的退火溫度下存在最佳的形成柱狀晶組織的抽拉速度，可生成長徑比最大的柱狀晶但是目前針對CuAlMn系形狀記憶合金的定向再結(jié)晶的研究還比較少[22]，特別是關(guān)于工藝參數(shù)對定向再結(jié)晶組織的影響及機理的研究鮮有涉及鑒于此，本文進行適當(dāng)條件下的正交定向再結(jié)晶實驗，研究定向再結(jié)晶工藝參數(shù)對熱軋態(tài)Cu71Al18Mn11合金的組織和超彈性性能的影響規(guī)律并揭示其機理 1 實驗方法用真空感應(yīng)熔煉制備鑄態(tài)Cu71Al18Mn11合金將鑄態(tài)合金切成厚度為12 mm的熱軋坯料，然后將其放入800℃電阻爐中保溫20 min，之后在二輥異步熱軋實驗機組上軋制，單次下壓量為3mm，經(jīng)多道次熱軋軋至3 mm，空冷后得到75%變形量的熱軋合金板從熱軋合金板上切取尺寸為3 mm×20 mm×200 mm的定向再結(jié)晶板狀樣品，在不同參數(shù)下進行定向再結(jié)晶實驗定向再結(jié)晶裝置核心部分的示

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