Ti-Ni-Hf记忆合金复合材料中多级增强相设计与应变恢复特性

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Ti-Ni-Hf合金因具有高相变温度,价格低廉等优点而成为最具应用前景的高温的形状记忆合金之一。然而,Ti-Ni-Hf高温记忆合金可实现的可恢复应变仅为3%左右,这显著限制其应用领域。针对这一问题,本项目以Ti-Ni-Hf合金微球与B4C陶瓷颗粒为原材料,采用低能球磨与热压烧结相结合的方式成功制备出高致密度的含多级增强相Ti-Ni-Hf记忆合金复合材料。此Ti-Ni-Hf记忆合金复合材料微观组织结构特征为:原位自生TiB与HfC增强相主要形成于原始Ti-Ni-Hf记忆合金微球表面,构成网状结构;原位自生反应(Ti+Hf+B4C→TiB+HfC)消耗基体中大量的Ti与Hf元素进而使其基体中析出高密度纳米共格H相,共同构成多级增强相。相比于弥散分布的增强相,呈网状结构分布的原位自生增强相具有更大的局部应力集中因子而承担更大的外部载荷。并且基体中弥散分布的纳米级共格H相强化基体。这使得多级增强相Ti-Ni-Hf记忆合金复合材料呈现出高强度和大的完全可恢复应变及其良好超弹性循环稳定性。