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本文利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、多功能内耗仪以及电化学设备等多种分析检测手段,研究了Cu和热处理制度对TiNi合金组织、相变、内耗性能和耐腐蚀性能的影响,并对TiNi合金和TiNiCu合金的内耗机理以及耐腐蚀机理进行了探讨,得出以下研究结果:
(1)固溶态(800℃固溶2小时)TiNi合金在室温下全部都是B2相;时效态(400℃时效1小时)TiNi合金室温下由B2相、昵状R相、孪晶马氏体以及棱镜状Ti<,3>Ni<,4>粒子组成;时效态(400℃时效1小时)的TiNiCu合金在室温下由B2相和马氏体相组成。添加少量的Cu能够显著提高马氏体相转变的温度,马氏体转变温度由8.5℃提高到75.5℃。
(2)采用低频扭摆法进行内耗测试(f=0.5Hz,A<,ε>=2×10<-5>,T=2K/min),TiNi和TiNiCu合金中马氏体相和R相的内耗值要高于B2相的内耗值,这是因为马氏体和R相各变体间有大量的孪晶界面,在外加应力的作用下孪晶界面容易发生相对运动以便与应变协调,从而产生了较高的内耗,而B2相中的内耗主要来自于点缺陷(空位等)。
(3)固溶处理态的TiNi合金升降温过程中只存在马氏体相变内耗峰;固溶处理后时效处理的TiNi合金升降温过程中既存在马氏体相变峰,又存在R相变峰;而时效处理的TiNiCu合金升降温过程中只发现马氏体相变内耗峰,相变阻尼峰峰值与频率成反比。
(4)在时效处理的TiNi合金中208K左右处发现低温内耗峰,此内耗峰与Ti<,3>Ni<,4>粒子钉扎有关,可以用钉扎位错脱钉的G-L模型来解释,此内耗峰的脱钉既包括机械脱钉,也包括热激活脱钉。
(5)TiNi合金在人工海水中容易形成致密钝化膜,具有较好的耐腐蚀性;TiNiCu合金在人工海水中以点蚀为主,添加少量的Cu使TiNi合金的耐腐蚀性降低,因为TiNiCu合金中的Cu容易和人工海水中的Cl<->结合成可溶性的氯化物形成蚀孔,并发生电化学反应:Cu<2+>+2H<,2>O=Cu(OH)<,2>+2H<+>
(6)随着Cl-的浓度增大或者温度升高时,TiNiCu合金的耐腐蚀性越差。