一、超弹性形状记忆合金丝(NiTi)力学性能的试验研究（论文文献综述）
孙俊[1]（2021）在《NiTi形状记忆合金弹簧超弹性特性及其缓冲性能》文中研究指明NiTi形状记忆合金由于超弹性和形状记忆效应能够产生较大的可恢复应变,因此在缓冲吸能减震方面具有较为广阔的应用前景。本文中采用冷拉拔和退火相结合的方法制备了直径为1.2 mm的Ni Ti合金丝,研究热处理对合金丝马氏体相变行为、组织结构、超弹性以及形状记忆效应的影响,利用最优热处理参数的合金丝绕制弹簧,研究弹簧的热处理参数及超弹性特性和缓冲吸能性能,将弹簧装配于缓冲器中,研究缓冲器的缓冲吸能性能,探索形状记忆合金弹簧在航天缓冲器中的应用。采用冷拉拔方法成功制备出直径为1.2 mm的合金丝,对其进行450℃退火热处理,超弹性和形状记忆效应恢复;冷拉拔合金丝经过450℃退火热处理90min,获得纳米晶显微组织,超弹性拉拔合金丝的纳米晶尺寸为30-50 nm,记忆效应拉拔合金丝的纳米晶尺寸为20-30 nm。利用设计的车床绕簧装置成功绕制一定参数的弹簧,对其进行450℃退火热处理90 min恢复弹簧的超弹性和形状记忆效应。直径1.2 mm合金丝制备出的弹簧,弹簧指数最小为6时弹簧的超弹性、记忆效应和吸能性最好。室温下,应变速率对弹簧的性能没有影响。45℃时,超弹性弹簧处于完全奥氏体态,具备较好的超弹性循环稳定性。位移120 mm时,记忆效应弹簧单位质量吸能Wm为0.31 J/g,超弹性弹簧单Wm为0.9 J/g。直径2mm合金丝制备出的弹簧指数为6的弹簧,应变速率对其单位质量吸能Wm没有影响。位移120 mm时超弹性单位质量吸能Wm为1.21J/g,记忆效应Wm为0.32 J/g。随温度的升高,超弹性弹簧逐渐失去超弹性,失效弹簧内外侧组织均为奥氏体相,超弹性弹簧的最高使用温度不能超过45℃。弹簧指数同为6时,1.2 mm簧丝绕制出的弹簧单位质量吸能Wm低于2.0 mm簧丝绕制出的弹簧,因此选择簧丝直径2.0 mm绕制的弹簧装配于缓冲器中。静载测试条件下,应变速率对超弹性缓冲单元没有影响,缓冲器的吸能符合弹簧的并联设计。记忆效应1:1缩比试验件,随着应变速率的增加,力学性能和吸能能力略有增加。冲击载荷试验下,超弹性1:5缩比试验件缓冲行程60 mm时吸能～56 J,平台的载荷在1.14 k N左右,将其装配为3:5试验件即将每层弹簧加到12个便可满足技术要求;记忆效应1:1缩比试验件,按预载计算方法的吸能为90.8 J,不按预载计算方法的吸能为84.2 J,平台载荷在1.00 k N左右,均满足缓冲设计的要求。
顾琦[2]（2020）在《新型SMA低摩擦自复位支撑的力学性能研究》文中提出传统的支撑虽然能提高结构的承载能力和抗侧刚度,但是地震作用后残余变形较大,造成后期高昂的维修费用。因此本文结合形状记忆合金的超弹性性能和扩孔型螺栓连接的延性提出一种新型SMA低摩擦自复位支撑,支撑可有效减少结构在地震作用后的残余变形。该支撑在循环位移加载下呈良好的滞回性能,且残余变形较小。可通过改变支撑相关重要力学参数调节支撑的耗能复位性能达到目标值。本文主要采用试验研究和有限元分析方法对该支撑进行了详细的力学性能分析,最后提出了支撑的设计理论。本文主要的研究工作如下:（1）提出一种新型SMA低摩擦自复位支撑,详细介绍了其基本构造、工作原理、加工过程以及装配过程。对所采用的SMA丝材进行了材性实验,从中提取了 SMA本构数据,为后续的支撑的设计提供依据。介绍了试验的基本概况,对支撑进行了拟静力试验。结果表明:支撑在循环加载下呈饱满稳定的滞回曲线,且残余变形较小;改变支撑中的SMA横截面积、滑动螺栓的扭矩值及SMA预拉力可对该新型支撑的耗能复位能力产生明显的影响。（2）按照试验的具体概况建立了有限元分析模型,选取试件试验结果中的滞回曲线、骨架曲线及应力变化同有限元分析结果进行对比,以验证有限元分析方法的可靠性。设计了 4组共10个有限元分析模型详细分析了 SMA横截面积、摩擦元件的摩擦系数、SMA长度及滑动螺栓的螺栓预紧力对支撑力学性能的影响。结果表明:有限元结果同试验结果较为吻合,有限元分析可代替试验进行进一步的研究;SMA横截面积、摩擦系数及螺栓预紧力对该新型支撑的耗能复位能力影响较大;当支撑位移在SMA最大应变范围之内,SMA的长度对支撑的力学性能无明显影响。（3）利用叠加原理和理论推导详细分析了新型自复位支撑力学性能的重要特征值,进而归纳总结得出新型自复位支撑的设计理论,并将设计理论的相关计算结果同试验结果和有限元分析结果进行对比。结果表明:设计理论的计算结果和试验结果及有限元结果均较为吻合,验证了提出的设计理论的可靠性和可行性。
石海洋[3]（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。
张昊[4]（2020）在《基于DIC的镍钛合金退火后力学性能实验研究》文中研究表明NiTi合金作为一种拥有超弹性和形状记忆效应的新型智能金属材料被广泛应用在土木工程领域,例如减震装置、吸能设备及主动控制装备。金属材料经过退火处理能够有效消除残余应力、细化晶粒、提高断裂韧性、改变体相变化阻力和析出相温度等。通过退火处理方式强化NiTi合金基本力学性能和特有力学性能对于镍钛合金构件的设计使用以及合金退火处理工艺设计具有一定的参考意义。数字图像相关（简称DIC）方法可以对试件表面进行动态、实时、非接触的测量,被成熟广泛应用于高温全场变形、微观变形以及动态裂纹的观测。本文结合数字图像相关方法,研究了不同温度退火后镍钛合金的晶粒尺寸变化、基本力学性能、材料体相转变特性、超弹性性能以及常温和高温环境下断裂力学性能,能够更直观的描述镍钛合金不同温度退火后的力学变形特征。为了研究退火对镍钛合金基本力学性能、微观晶粒及体相转变的影响,对400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃退火处理一小时并炉冷后的镍钛合金板材试件进行单向拉伸实验得到了退火温度对镍钛合金常规力学参数（例如:弹性模量E、泊松比υ、屈服强度、抗拉强度等）。对退火后试件进行了DSC测试得到退火温度对镍钛合金马氏体相变温度、奥氏体相变温度及热滞后等性能的影响。对退火后的镍钛合金板材进行金相显微观察,得到了退火温度对镍钛合金晶粒尺寸和形态的微观影响,并结合Hall-Petch理论解释了退火温度通过影响晶粒尺寸对合金板材屈服强度的影响。通过对垂直板材轧制方向和沿板材轧制方向不退火试件及400℃退火处理试件的力学性能对比,发现低温退火已经可以较好的消除板材由于轧制过程造成的不同取向的力学性能差异。不同温度退火后镍钛合金的基本力学性能的研究结论,为镍钛合金超弹性性能和断裂力学性能的研究提供了实验研究基础。为了研究不同温度退火后镍钛合金板材的超弹性性能,通过对沿三个轧制方向（沿轧制方向、垂直轧制方向和与轧制呈45°方向）加工的不退火试件在实验室温度（17℃）及高温（150℃）环境下的超弹性实验,得到了轧制方向对合金板材的超弹性性能的影响。通过对不同温度退火处理一小时并炉冷后的镍钛合金板材试件在室温（17℃）进行超弹性实验,得到退火温度对镍钛合金板材的超弹性性能的影响。结合DIC方法,得到了退火后镍钛合金板材在整个加载过程中的全场变形信息。为了研究不同温度退火后镍钛合金在常温（19℃）及高温下（150℃）断裂力学性能,不同温度退火处理1小时并炉冷的带张开型（Ⅰ型）裂缝的镍钛合金板材在实验室温度（19℃）和高温（150℃）环境下进行单向拉伸至断裂。利用数字图像相关方法计算得到加载过程中裂缝尖端的全场位移场、应变场等信息,计算得到相应的裂缝尖端的应力强度因子（简称SIF）值。通过对比选取串联加载过程中每一个关键位移点处的变形场信息及裂缝尖端应力强度因子的瞬时值,描述出平面应力状态下带Ⅰ型裂缝镍钛合金在常温及高温条件下应力应变积累及断裂过程。
胡孝伟[5]（2019）在《高强度低温形状记忆合金探索》文中进行了进一步梳理在低温宽温域呈现高超弹应力（强度）的形状记忆合金,在航空航天等领域有着潜在的应用背景,例如,登月车或火星探测器要求形状记忆合金在-190℃–+60℃范围内服役。然而,现有形状记忆合金难以满足此需求。本文通过调控设计成分,采用熔炼、锻造、拔丝及退火（传统冶金方法）制备了多种低温宽温域NiTi基形状记忆合金及其复合材料,研究了它们的微观组织及在不同温度下的力学性能,获得了在低温宽温域呈现高超弹应力的NiTi基记忆合金。主要研究内容与研究结果如下:本文首先探索对NiTi记忆合金分别掺杂系列合金元素（如Fe、Cr、Mo、Nb及Co等）,采用熔炼、锻造、拔丝及退火制备了系列纳米晶低温NiTi基形状记忆合金（NiTi Fe3、NiTi Cr3、NiTi Fe1Mo2、NiTi Fe2Mo1、NiTi Fe1Cr2、NiTi Fe Cr Mo、NiTiNb3Fe4等）,发现它们的低温温域与超弹应力均优于以往报道的形状记忆合金,且其超弹应力与温度的关系呈“V”型曲线,偏离了热力学克劳修斯-克拉佩龙方程。并初步认为,其高超弹应力源于元素掺杂和纳米晶强化,宽温域源于马氏体相变温度低。为进一步拓宽超弹特性的温域,提出利用相变组元与高应力相变组元之间耦合,实现两组元互增强的设计思想,采用真空热压、锻造获得NiTi/Ni46Ti47Nb3Fe4叠层复合板,再利用拔丝与退火制备了NiTi/高超弹应力Ni46Ti47Nb3Fe4双相变组元复合材料,发现该复合材料在宽温域（-196℃–+180℃）表现为高应力超弹,其温域与超弹应力远优于以往报道的形状记忆合金。本文还针对纳米晶金属因缺乏微观均匀变形机制,而提前塑性失稳或断裂而损失屈服强度的难题,提出利用相变组元的集体原子切变特点为纳米晶金属提供微观均匀变形机制,而提高金属纳米晶强度的设计思路;并利用前面的探索结果,选择Fe（代Ni）、Nb（代Ti）降低NiTi相变温度,使之成为不易相变的纳米晶金属,采用真空热压、锻造、拔丝及退火方法制备了相变NiTi/纳米晶Ni43Ti47Nb3Fe7复合材料丝材,原位同步辐射高能X射线衍射实验证实,在NiTi组元的马氏体相变（点阵切变）作用下,纳米晶Ni43Ti47Nb3Fe7组元展现的晶格应变（弹性应变极限）高达3.4%,是以往报道纳米晶金属的弹性应变极限的2-3倍,证实了相变组元使纳米晶金属实现大弹性应变/强度的设计思想。本文还针对位错滑移基体中纳米线不能再现超弹应变的难题（被喻为“死亡之谷”）,并利用前面的探索结果,选择Fe、Nb降低NiTi相变温度,组成的NiTiNb Fe基体在外载作用下主要发生位错滑移（少量相变）,并采用Nb纳米线与之构成复合材料,采用原位拉伸同步辐射高能XRD检测发现,在NiTiNb Fe基体发生位错滑移（相变量仅为7%）过程中,Nb纳米线展现的晶格应变高达5%,跨越了纳米线难以体现其本征力学性能的“死亡之谷”,使复合材料的强度（2230 MPa）和塑性（17%）优于以往文献报道,为研发高强度高塑性材料提供了新思路。
刘朝信[6]（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。
赵博[7]（2019）在《TiNiV形状记忆合金相变和形变特性研究》文中指出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。
陈志伟[8]（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》文中研究指明等原子比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。
毛虎[9]（2019）在《NiTi/V原位复合材料的相变特征及力学性能研究》文中提出NiTi基合金是目前研究最全面且应用最广泛的一类形状记忆合金,这主要归因于其良好的形状记忆效应和超弹性能,其主要应用于飞机管接头。然而,NiTi合金对温度变化最为敏感,为避免其在运输过程中发生可逆马氏体相变,因此需放置于液氮中,导致运输成本增加。因此,开发具有大滞后性的NiTi基记忆合金至关重要。为解决此问题,本文引入低熔点的V元素构建NiTi/V伪二元体系,并根据NiTi/V伪二元相图设计了共晶Ti37Ni38V25、过共晶Ti29Ni31V40和亚共晶Ti46Ni44V10三种复合材料;其次,通过真空电弧熔炼炉和高频磁悬浮感应熔炼炉制备了铸态合金,并采用不同的拉拔工艺将其制备成不同直径的丝材;最后,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热仪（DSC）及拉伸测试等方法系统研究了合金铸锭和丝材的微观组织结构及其退火处理后的相变特征和力学性能。XRD结果表明,铸态合金中仅存在NiTi基体相和V增强相。SEM结果表明,铸态共晶合金微观组织呈层状结构,且该结构分布较为均匀细小;铸态过共晶合金中单一的V相呈圆粒状,其整体呈现鱼骨状分布于基体中;铸态亚共晶合金中V相以网状分布于基体中。TEM结果表明,铸态合金经过拉拔后,V相发生严重的塑性变形,晶界数量增加。拉伸前合金的DSC测试结果表明,共晶合金在350500℃退火后仅发生B2?R相变,550℃退火后发生B2?R?B19′相变且R相滞后温度略高于另外两种合金;过共晶合金在350600℃退火处理后均未出现马氏体相变,仅发生B2?R相变;亚共晶合金在550℃和600℃退火时,冷却曲线中发现明显的R→B19′峰。拉伸后合金的DSC测试结果表明,第一次加热过程中,过共晶合金B19’→B2转变温度最高（Tp>100℃）,原因是在拉伸过程中V纳米线发生严重的塑性变形,释放马氏体相储存的弹性能;在冷却过程中,共晶和亚共晶合金的R→B19’转变温度高于拉伸前（ΔT>25℃）,归因于NiTi和V纳米线之间的残余应力促进了转变;第二次加热过程中,共晶和亚共晶合金的B19’→R转变温度同样高于拉伸前,但温度变化（ΔT<10℃）小于R→B19’转变。显微硬度测试结果表明,合金经过350650℃退火处理后,其显微硬度随着温度升高而降低。拉伸测试结果表明,合金的最大可回复应变量随着退火温度的升高而降低;而在相同退火温度处理时,最大可回复应变量随着拉伸应变量的增大而增加。其中亚共晶合金的最大可回复应变量约7%,高于共晶和过共晶合金。纳米压痕测试结果表明,在相同退火温度处理时,亚共晶合金的弹性模量值最小,即在相同外力作用时,最容易发生弹性变形且弹性变形量最大,这与拉伸测试结果相一致。
谈笑[10]（2019）在《FRP/SMA复合材料的基本力学与可回复性能研究》文中认为由于受到外部环境（腐蚀、风化）与交通（循环加载,动态加载等）等的影响,桥梁结构在其正常使用期间更容易出现损伤、破坏等病害问题,目前这已成为桥梁工程师的主要关注点之一。用于桥梁的传统结构加固方法有:增大截面法、外贴加固钢板法、体外预应力法等等。这些方法具有许多缺点和不足:增大截面尺寸同时也会增加自重;使用钢材加固,其也经受腐蚀和疲劳;体外预应力的转向和锚固装置附近易产生局部裂缝等损伤。因此,需要探索用于加固桥梁结构的新方法。在基础设施结构修复领域的研究结果已经证实,使用复合材料进行桥梁结构的修复加固相对于传统方法有其独特的优势。因此,本文主要关注使用纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）片材和形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）丝材的复合材料来实现结构加固,提高结构的剩余寿命,并针对FRP/SMA复合材料试件并对其开展了以下研究:（1）本文针对原材料SMA和FRP进行了大量基本材料物理和力学性能的研究,同时得出了大量实验研究的结果。首先研究了预应变度水平、循环次数和加载速率等因素对NiTi SMA丝单轴拉伸基本力学性能的影响,从而确定最佳预应变水平;然后针对SMA丝材进行了相变温度的测试,从而确定了SMA丝材的四个特征相变温度值;最后研究了通电电流、通电时间对SMA丝产生温度的影响,从而确定SMA丝材的最佳通电电流和最佳通电时间。针对FRP拉伸试件和环氧树脂胶体的棒骨试件进行了单轴拉伸力学试验,确定了FRP和胶体的基本材料力学性能指标。（2）本文制备了两种嵌入预应变镍钛形状记忆合金（NiTi SMA）丝材的FRP单向布材制成的FRP/SMA复合材料试件。第一种类型（I类）的复合材料试件是为单轴拉伸基本力学性能试验工作准备的,主要考虑了SMA的根数和SMA直径两个控制变量;第二种类型（II类）的复合材料试件是为受限回复性能试验工作准备的,主要考虑预应变水平对回复应力的影响。（3）本文针对SMA与FRP/SMA复合材料试件（II类）进行了受限回复性能试验研究,为验证以通电加热方式诱发SMA产生受限回复性能的可行性,设计了包括电源、温度记录装置、温度传感器等一整套通电装置,并联合万能试验机进行了受限回复性能试验。试验结果表明,在相变区间内,SMA丝材和FRP/SMA复合材料（II类）的回复应力随温度的升高呈明显的上升趋势,SMA和FRP/SMA复合材料（II类）的最大回复应力将会随预应变水平的增大而增大,同时也验证了FRP/SMA复合材料通电回复试验的可行性。
二、超弹性形状记忆合金丝(NiTi)力学性能的试验研究（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、超弹性形状记忆合金丝(NiTi)力学性能的试验研究（论文提纲范文）
（1）NiTi形状记忆合金弹簧超弹性特性及其缓冲性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 航天器缓冲材料研究现状 |
| 1.2.1 金属蜂窝 |
| 1.2.2 金属橡胶 |
| 1.2.3 薄壁金属管 |
| 1.2.4 液压式 |
| 1.2.5 其他缓冲材料 |
| 1.3 形状记忆合金缓冲吸能原理 |
| 1.3.1 形状记忆效应吸能原理 |
| 1.3.2 超弹性吸能原理 |
| 1.4 形状记忆合金丝和形状记忆合金弹簧的吸能特性 |
| 1.4.1 形状记忆合金丝 |
| 1.4.2 形状记忆合金弹簧 |
| 1.5 SMA弹簧制备方法 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 材料制备及分析测试方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 合金丝的制备及热处理 |
| 2.2.1 NiTi合金丝的冷拉拔 |
| 2.2.2 冷拉拔合金丝的热处理 |
| 2.3 力学性能分析试样制备 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 X射线衍射物相分析 |
| 2.4.2 热分析 |
| 2.4.3 透射电子显微分析 |
| 2.4.4 力学性能测试 |
| 2.5 缓冲吸能评价 |
| 第3章 热处理对冷拉拔NiTi合金丝性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拉拔前NiTi合金丝的相变温度、超弹性与记忆效应 |
| 3.3 热处理对拉拔态合金丝相变温度的影响 |
| 3.3.1 热处理对拉拔态超弹性合金丝相变温度的影响 |
| 3.3.2 热处理对拉拔态记忆效应合金丝相变温度的影响 |
| 3.4 热处理对拉拔态合金丝超弹性和记忆效应的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 NiTi形状记忆合金弹簧的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹簧的制备及热处理参数的研究 |
| 4.2.1 弹簧参数的设计 |
| 4.2.2 绕制弹簧的装置及弹簧的制备 |
| 4.2.3 弹簧热处理参数的研究 |
| 4.3 不同参数弹簧的超弹性、记忆效应及吸能性 |
| 4.3.1 1.2mm簧丝直径的超弹性弹簧的超弹性及吸能性 |
| 4.3.2 1.2mm簧丝直径的记忆效应弹簧的记忆效应及吸能性 |
| 4.3.3 2.0mm簧丝直径的超弹性弹簧的超弹性及吸能性 |
| 4.3.4 2.0mm簧丝直径的记忆效应弹簧的记忆效应及吸能性 |
| 4.4 缓冲单元静载条件下的性能测试 |
| 4.4.1 超弹性缓冲单元 |
| 4.4.2 记忆效应缓冲单元 |
| 4.5 缓冲单元模拟实际应用工况的性能测试 |
| 4.5.1 超弹性缓冲单元 |
| 4.5.2 记忆效应缓冲单元 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）新型SMA低摩擦自复位支撑的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 形状记忆合金的特性 |
| 1.2.1 晶体结构转化 |
| 1.2.2 形状记忆效应 |
| 1.2.3 超弹性 |
| 1.3 形状记忆合金在被动控制中的研究及应用 |
| 1.3.1 SMA丝材在被动控制中的应用 |
| 1.3.2 SMA棒材在被动控制中的应用 |
| 1.3.3 SMA其他形式的元件在被动控制中的应用 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 SMA低摩擦自复位支撑的力学性能试验 |
| 2.1 新型自复位支撑的开发思路 |
| 2.2 新型自复位支撑的构造及工作原理 |
| 2.2.1 新型自复位支撑的构造 |
| 2.2.2 新型自复位支撑的工作原理 |
| 2.3 SMA丝材材性能试验 |
| 2.3.1 试验材料设计 |
| 2.3.2 试验方案 |
| 2.3.3 试验结果与分析 |
| 2.4 新型自复位支撑的加工及组装 |
| 2.4.1 新型自复位支撑的加工 |
| 2.4.2 新型自复位支撑的装配过程 |
| 2.5 新型自复位支撑试验概况 |
| 2.5.1 试验设计 |
| 2.5.2 试验装置 |
| 2.5.3 加载方式 |
| 2.5.4 应变片布置 |
| 2.5.5 材料参数 |
| 2.6 试验结果分析 |
| 2.6.1 滞回曲线 |
| 2.6.2 骨架曲线 |
| 2.6.3 割线刚度 |
| 2.6.4 滞回耗能 |
| 2.6.5 应力分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 SMA自复位支撑的参数化分析 |
| 3.1 新型自复位支撑有限元模型 |
| 3.1.1 模型建立 |
| 3.1.2 材料属性 |
| 3.1.3 参数选取 |
| 3.2 试验与有限元结果对比 |
| 3.2.1 滞回曲线 |
| 3.2.2 骨架曲线 |
| 3.2.3 应力变化 |
| 3.3 影响因素分析 |
| 3.3.1 试件组设计 |
| 3.3.2 滞回曲线 |
| 3.3.3 骨架曲线 |
| 3.3.4 应力分析 |
| 3.3.5 滞回耗能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SMA自复位支撑的设计理论 |
| 4.1 设计理论的推导 |
| 4.1.1 力学性能对比 |
| 4.1.2 特征值推导 |
| 4.2 设计理论的提出 |
| 4.3 设计理论的验证 |
| 4.3.1 设计理论的试验验证 |
| 4.3.2 设计理论的有限元验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）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 |
（4）基于DIC的镍钛合金退火后力学性能实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 镍钛合金常规力学性能及特有性能 |
| 1.2.1 镍钛合金的基本特性及微观机理 |
| 1.2.2 形状记忆效应 |
| 1.2.3 超弹性效应 |
| 1.3 热处理对镍钛合金性能的影响 |
| 1.4 数字图像相关法(DIC) |
| 1.4.1 数字图像相关法测量系统 |
| 1.4.2 数字图像相关法基本原理 |
| 1.4.3 数字图像相关函数的选择 |
| 1.5 基于数字图像相关的断裂力学研究 |
| 1.6 本文的主要研究目的及内容 |
| 第二章 退火镍钛合金力学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 退火镍钛合金板材力学性能 |
| 2.2.1 .合金板材退火及力学性能试验 |
| 2.2.2 力学性能试验及结论分析 |
| 2.3 退火对镍钛合金相变温度的影响 |
| 2.3.1 退火镍钛合金DSC试验 |
| 2.3.2 DSC试验结论与分析 |
| 2.4 退火镍钛合金金相试验和Hall-Petch关系 |
| 2.4.1 镍钛合金金相实验 |
| 2.4.2 金相试验结果分析与合金的Hall-Petch关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于DIC的退火镍钛合金超弹性性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 NiTi合金的超弹性 |
| 3.1.2 基于DIC的 Ni Ti合金板材超弹性研究路线 |
| 3.2 基于DIC的 Ni Ti合金板材超弹性试验 |
| 3.3 试验结论 |
| 3.3.1 板材轧制方向和加载温度对合金超弹性性能的影响 |
| 3.3.2 退火温度对合金超弹性性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于DIC的退火镍钛合金断裂力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 带Ⅰ型裂缝NiTi合金单向拉伸试验 |
| 4.2.1 试件的加工及处理 |
| 4.2.2 NiTi合金断裂行为研究实验方案 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 基于DIC的应力强度因子SIF计算方法 |
| 4.3.2 退火温度对NiTi合金常温(19℃)加载时断裂行为的影响 |
| 4.3.3 退火温度对NiTi合金高温(150℃)加载时断裂行为的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（5）高强度低温形状记忆合金探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金研究 |
| 1.2.1 NiTi形状记忆合金发展历史 |
| 1.2.2 NiTi合金的相图 |
| 1.2.3 NiTi记忆合金形状记忆效应与超弹性 |
| 1.2.4 纳米晶NiTi基记忆合金制备 |
| 1.3 NiTi基低温形状记忆合金的研究进展 |
| 1.3.1 影响NiTi形状记忆合金相变点的因素 |
| 1.3.2 低温形状记忆合金相变行为和力学性能的研究 |
| 1.3.3 低温形状记忆合金的超弹性研究 |
| 1.4 NiTi基复合材料的研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 材料制备与实验方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 NiTi基记忆合金制备 |
| 2.1.2 NiTi/NiTiNb Fe复合材料制备 |
| 2.1.3 Nb纳米线/NiTiNb Fe复合材料制备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 微观组织与结构表征 |
| 2.2.2 晶化行为和相变行为测试 |
| 2.2.3 力学性能测试 |
| 2.2.4 同步辐射高能X射线衍射表征 |
| 第3章 NiTi基形状记忆合金低温超弹探索 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 NiTi基记忆合金的微观组织 |
| 3.2.2 NiTi基记忆合金的相变行为 |
| 3.2.3 NiTi基记忆合金的超弹性 |
| 3.2.4 典型高强度NiTiNbFe_4记忆合金研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 低温宽温域高应力超弹NiTi/NiTiNbFe_4双相变组元复合材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 NiTi/NiTiNbFe_7复合材料中纳米晶的大弹性应变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 高强度高塑性Nb纳米线/NiTiNbFe基体复合材料研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Nb纳米线/NiTiNbFe基体复合材料(NiTiNb_3Fe_8合金) |
| 6.2.1 微观组织结构 |
| 6.2.2 力学性能 |
| 6.2.3 变形行为 |
| 6.3 Nb纳米线/NiTiNbFe基体复合材料(NiTiNb_5Fe_8合金) |
| 6.3.1 微观组织结构 |
| 6.3.2 力学性能 |
| 6.3.3 变形行为 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）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 |
（7）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 |
（8）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 |
（9）NiTi/V原位复合材料的相变特征及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 形状记忆合金简介 |
| 1.1.1 形状记忆合金的概念 |
| 1.1.2 形状记忆合金的分类 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金的特性及应用 |
| 1.2.1 形状记忆效应 |
| 1.2.2 超弹性 |
| 1.2.3 高阻尼特性 |
| 1.2.4 NiTi形状记忆合金的应用 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响因素 |
| 1.3.1 热循环对马氏体相变的影响 |
| 1.3.2 第三元素对马氏体相变的影响 |
| 1.3.3 晶粒尺寸对马氏体相变的影响 |
| 1.4 NiTi-Nb/V形状记忆合金的研究 |
| 1.4.1 NiTi/Nb合金的显微组织及相组成 |
| 1.4.2 Ni_(47)Ti_(44)Nb_9 合金的大滞后性机理 |
| 1.4.3 变形量对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9 合金相变行为的影响 |
| 1.4.4 NiTi/V形状记忆合金的研究 |
| 1.5 课题研究内容与创新点 |
| 1.5.1 课题研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 第二章 实验材料的制备与实验方法 |
| 2.1 研究方法及设计路线 |
| 2.2 合金的成分设计与熔炼 |
| 2.3 实验样品的制备 |
| 2.3.1 铸态样品的制备 |
| 2.3.2 丝材样品的制备 |
| 2.4 合金的热处理工艺 |
| 2.5 组织结构测试 |
| 2.5.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.5.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.5.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.6 相变特征测试 |
| 2.7 力学性能测试 |
| 2.7.1 显微硬度计 |
| 2.7.2 万能拉伸试验机 |
| 2.7.3 纳米压痕仪 |
| 第三章 NiTi/V原位复合材料的组织结构 |
| 3.1 铸态NiTi/V合金的相组成 |
| 3.2 铸态NiTi/V合金微观组织 |
| 3.2.1 铸态Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 合金微观组织 |
| 3.2.2 铸态Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 合金微观组织 |
| 3.2.3 铸态Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 合金微观组织 |
| 3.3 NiTi/V热拔丝材微观组织 |
| 3.3.1 Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 合金热拔丝材微观组织 |
| 3.3.2 Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 合金热拔丝材微观组织 |
| 3.3.3 Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 合金热拔丝材微观组织 |
| 3.4 NiTi/V冷拔丝材微观组织 |
| 3.4.1 Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 合金冷拔丝材微观组织 |
| 3.4.2 Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 合金冷拔丝材微观组织 |
| 3.4.3 Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 合金冷拔丝材微观组织 |
| 3.5 NiTi/V合金微观组织讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 NiTi/V原位复合材料的相变特征 |
| 4.1 NiTi/V铸态及未退火丝材的相变特征 |
| 4.1.1 NiTi/V铸态合金相变特征 |
| 4.1.2 NiTi/V未退火冷拔丝材相变特征 |
| 4.2 NiTi/V合金拉伸前相变特征 |
| 4.2.1 Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 退火后相变特征 |
| 4.2.2 Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 退火后相变特征 |
| 4.2.3 Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 退火后相变特征 |
| 4.2.4 NiTi/V合金拉伸前DSC结果讨论 |
| 4.3 退火温度对拉伸前合金相转变的影响 |
| 4.3.1 退火温度对拉伸前合金M相变的影响 |
| 4.3.2 退火温度对拉伸前合金R相变的影响 |
| 4.4 NiTi/V合金拉伸后相变特征 |
| 4.5 NiTi/V合金拉伸后DSC结果讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 NiTi/V原位复合材料的力学性能 |
| 5.1 NiTi/V铸态及未退火丝材的显微硬度 |
| 5.2 NiTi/V合金丝材退火后的显微硬度 |
| 5.2.1 NiTi/V热拔合金显微硬度 |
| 5.2.2 NiTi/V冷拔合金显微硬度 |
| 5.2.3 NiTi/V合金显微硬度结果讨论 |
| 5.3 NiTi/V合金拉伸性能测试 |
| 5.3.1 Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 合金拉伸性能 |
| 5.3.2 Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 合金拉伸性能 |
| 5.3.3 Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 合金拉伸性能 |
| 5.4 NiTi/V合金的拉伸性能讨论 |
| 5.4.1 NiTi/V合金的临界应力 |
| 5.4.2 NiTi/V合金的极限拉伸强度 |
| 5.5 NiTi/V铸态及未退火丝材的纳米压痕测试 |
| 5.5.1 NiTi/V铸态合金弹性模量 |
| 5.5.2 NiTi/V热拔丝材未退火时弹性模量 |
| 5.5.3 NiTi/V冷拔丝材未退火时弹性模量 |
| 5.6 NiTi/V冷拔合金丝材退火后的纳米压痕测试 |
| 5.6.1 Ti_(37)Ni_(38)V_(25) 合金弹性模量 |
| 5.6.2 Ti_(29)Ni_(31)V_(40) 合金弹性模量 |
| 5.6.3 Ti_(46)Ni_(44)V_(10) 合金弹性模量 |
| 5.6.4 NiTi/V合金纳米压痕结果讨论 |
| 5.7 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 |
（10）FRP/SMA复合材料的基本力学与可回复性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 FRP修复和加固技术 |
| 1.2.1 FRP材料的类型 |
| 1.2.2 FRP材料在混凝土结构中的应用 |
| 1.2.3 FRP复合材料在钢结构中的应用 |
| 1.3 形状记忆合金(SMA)修复加固技术 |
| 1.3.1 形状记忆合金的一般性质 |
| 1.3.2 形状记忆合金的本构模型研究进展 |
| 1.3.3 SMA在土木工程领域的应用 |
| 1.4 FRP/SMA复合材料主动加固技术 |
| 1.4.1 在航空航天领域中的应用 |
| 1.4.2 在土木工程领域中的应用 |
| 1.5 当前研究中存在的问题 |
| 1.6 研究内容 |
| 第2章 SMA宏观唯象本构模型与回复性能理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型的SMA宏观唯象本构模型 |
| 2.2.1 Tanaka- Liang- Brinson系列模型 |
| 2.2.2 Boyd- Lagoudas模型 |
| 2.2.3 Auricchio模型 |
| 2.3 SMA的驱动回复性能理论研究进展 |
| 2.3.1 驱动性能理论研究进展 |
| 2.3.2 回复力性能研究进展 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FRP和 SMA材料的单轴拉伸基本力学性能试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SMA材料选择和性能测试 |
| 3.2.1 试验材料选取 |
| 3.2.2 试验装置 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.2.4 试验步骤 |
| 3.2.5 参数选取 |
| 3.2.6 试验结果与分析 |
| 3.3 FRP材料选择和性能测试 |
| 3.3.1 试验材料选取与试件制备 |
| 3.3.2 试验装置 |
| 3.3.3 试验方案 |
| 3.3.4 试验步骤 |
| 3.3.5 参数选取 |
| 3.3.6 试验结果与分析 |
| 3.4 SMA丝材拔出试验 |
| 3.4.1 试验准备 |
| 3.4.2 试验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 FRP/SMA复合材料的制备与基本力学性能试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FRP/SMA复合材料的制备 |
| 4.2.1 复合材料的制备技术回顾 |
| 4.2.2 复合材料试件的类型 |
| 4.2.3 复合材料试件的制备方法 |
| 4.3 FRP/SMA基本力学性能试验研究 |
| 4.3.1 试验装置 |
| 4.3.2 试验方案 |
| 4.3.3 试验步骤 |
| 4.3.4 参数选取 |
| 4.3.5 试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SMA与 FRP/SMA复合材料的回复性能试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SMA相变温度测试 |
| 5.2.1 测试原理与方法 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 测试步骤 |
| 5.2.4 测试结果 |
| 5.3 SMA温度试验研究 |
| 5.3.1 既有加热方法介绍 |
| 5.3.2 本文的升温策略 |
| 5.3.3 试验装置 |
| 5.3.4 试验方案 |
| 5.3.5 试验步骤 |
| 5.3.6 参数选取 |
| 5.3.7 试验结果与分析 |
| 5.4 SMA受限回复试验研究 |
| 5.4.1 试验原理 |
| 5.4.2 试验装置 |
| 5.4.3 试验方案 |
| 5.4.4 试验步骤 |
| 5.4.5 参数选取 |
| 5.4.6 试验结果与分析 |
| 5.5 FRP/SMA复合材料的回复性能实验研究 |
| 5.5.1 试验原理 |
| 5.5.2 试验装置 |
| 5.5.3 试验方案 |
| 5.5.4 试验步骤 |
| 5.5.5 参数选取 |
| 5.5.6 试验结果 |
| 5.5.7 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果清单 |
四、超弹性形状记忆合金丝(NiTi)力学性能的试验研究（论文参考文献）
- [1]NiTi形状记忆合金弹簧超弹性特性及其缓冲性能[D]. 孙俊. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]新型SMA低摩擦自复位支撑的力学性能研究[D]. 顾琦. 南昌大学, 2020(01)
- [3]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)
- [4]基于DIC的镍钛合金退火后力学性能实验研究[D]. 张昊. 济南大学, 2020
- [5]高强度低温形状记忆合金探索[D]. 胡孝伟. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [6]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)
- [7]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)
- [8]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)
- [9]NiTi/V原位复合材料的相变特征及力学性能研究[D]. 毛虎. 安徽工业大学, 2019(02)
- [10]FRP/SMA复合材料的基本力学与可回复性能研究[D]. 谈笑. 东南大学, 2019(06)