记忆合金论文

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1、河南农业大学机电工程学院《非金属材料》课程论文题目：形状记忆合金姓名：学号：专业班级：论文方向：任课教师：论文：形状记忆合金摘要：木论文主要讨论形状记忆合金相关内容，扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史,介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景【关键词】:形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用前景。正文：记忆金属又叫形状记忆合金。上个世纪70年代，世界材料科学屮出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条，它极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金屈条向前冲去；将它放入冷水里,金屈条则恢复了原状

2、。在盛着凉水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状，而在热水中，则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉仲，但若对它重新加热,它会记起它原來的形状，而变回去。这种材料就叫做记忆金屈(memorymetal)。它主要是银钛合金材料。例如，一根螺旋状高温合金，经过高温退火后，它的形状处于螺旋状态。在室温下，即使用很大力气把它强行拉直，但

3、只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的螺旋形态。这种现彖我们对应的称Z为“形状记忆”形状记忆合金Z所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。根据不同的热力载荷条件，形状记忆合金呈现出两种性能。形状记忆效应(shapememoryeffect)我们乂可以分为两种：单程记忆效应和双程记忆效应以及全程记忆效应。其中：单程记忆效应。形状记忆合金在较低的温度卜•变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形

4、状记忆现象称为单程记忆效应。双程记忆效应。某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。全程记忆效应。加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。冃前已经应用很成熟的合金有Ti-NI基形记忆合金铜基•铁基形状记忆合金，另外发现较早的形状记忆合金为Au-Cd.In-Ti等合金系，此外还冇发现的一些合金Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu~Zn-Si>Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、Tn-Ti>Au-Cu-Zn等。形状合金记忆机理：形状记

5、忆效应源于热弹性马氏体相变，这种马氏体一旦形成，就会随着温度下降而继续生长，如果温度上升它乂会减少，以完全相反的过程消失。两项自由能Z差作为相变驱动力。两项自由能相等的温度TO称为平衡温度。只有当温度低于平衡温度TO时才会产生马氏体相变，反之，只冇当温度高于平衡温度TO吋才会发生逆相变。在马氏体中，马氏体相变不仅由温度引起，也可以由应力引起，这种由应力引起的马氏体相变叫做应力诱发马氏体相变，月•相变温度同应力呈线性关系。马氏体相变与形状记忆：马氏体相变的过程的晶体结构变化与形状记忆有一个变化的过程，试样从母相淬火至低温得到挛生马氏体，在

6、外力作用下，马氏体的变形是通过有利取向长大不利取向缩小而实现的，最后得到变形马氏体。变形马氏体加热到一定程度以上变形为母相，恢复母相的形状。我们就以应用最广泛的钛鎳合金的加工制造过程加以分析：Ti-Ni合金的制备1铸造Ti-Ni合金是高温延展性良好的材料。当温度超过400°C后.拉伸强度下降,与此相反，延伸率迅速增加。可见•如果温度范围定得合理.Ti-Ni合金无论锤锻、压力机上锻造或径向锻造都是比较容易进行的。实践表明锻造温度不宜高于900°C・否则合金表面将剧烈氧化而产生Ti-Ni—Ti4Nb2低熔点混合物相。过是间隙氧污染物质，具有

7、脆化合金的作用。另一方面温度分布不宜低于750°C,否则材料的变形抗力增大•缺口敏感性突出，常易造成撕裂性质的破坏.使废品率增加。因此，锻造温度范围为750〜900°Co铸锭锻造前需经850°C、12h均匀退火.然后.机加工去表而氧化皮和冒口，再锻成棒料。2热挤压从Ti-Ni的高温拉伸性能來看.Ti-Ni合金适宜挤压。但不能进行冷挤压。Rozner在0.7Tm（Tm为金属的熔点）温度成功的进行了Ti-Ni的热挤压。铸锭经机加工后用碳钢包套.然后在900°C挤压.挤压比为4：1〜16：1.挤压后坏料在600°C退火lh.然后炉冷.3轧制和

8、拉拔棒料轧制一般可在普通多机座连续轧机上进行一孔型设计按常规曲平椭圆、椭圆和圆组成。起轧温度820±20°Co根据成品的尺寸要求.应旨理地将整个轧制过程分解为一定数量的道次。轧制道次如下：®43nuii-®