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TiNi形状记忆合金与不锈钢的连接

李明高  
【摘要】:本文采用微束等离子弧焊、储能焊和激光钎焊等方法连接TiNi形状记忆合金与不锈钢异质材料,研究了接头的组织和性能特点并揭示了焊接工艺对接头组织和性能的影响规律,较系统地研究了温度对TiNi形状记忆合金组织与性能的影响,采用二次回归组合设计试验方法及遗传算法优化TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊用银基钎料的成分,采用该钎料及激光钎焊技术成功制备出TiNi形状记忆合金与不锈钢复合矫治弓丝并对其进行了临床应用试验。 研究结果表明,采用微束等离子弧焊和储能焊连接TiNi形状记忆合金与不锈钢异质接头,焊接区成分发生变化,接头极脆,抗拉强度低且不能承受弯曲强度。TiNi形状记忆合金微观组织和性能对温度变化极为敏感,对TiNi形状记忆合金进行短时加热处理,其组织由冷拔态纤维状组织转变为板条状马氏体群组织,抗拉强度、形状记忆效应和弹性下降,塑性增加。 采用两种市售银基钎料激光钎焊TiNi形状记忆合金与不锈钢,接头强度和塑性较高,但TiNi形状记忆合金侧热影响区形状记忆效应损耗较大,不能满足使用要求。通过二次回归组合设计及遗传算法获得TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊用银基钎料的较优成分,采用该钎料及激光钎焊技术连接TiNi形状记忆合金与不锈钢异质材料,接头抗弯曲强度及抗拉强度高,TiNi形状记忆合金侧热影响区窄,性能损失小,接头抗腐蚀性能较高,因而适于TiNi形状记忆合金与不锈钢异质材料连接。 TiNi形状记忆合金与不锈钢复合矫治弓丝临床应用结果表明,复合矫治弓丝克服了单纯使用TiNi形状记忆合金或不锈钢存在的问题,具有提高正畸矫治效率、缩短矫治疗程、减轻患者痛苦、降低治疗费用、简化矫治操作等优点,具有广阔的应用前景。


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