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柱状组织CuAlNi形状记忆合金制备及组织和性能的研究

杨少锋  
【摘要】:本论文研究的目的是通过定向凝固技术及热型连铸技术制备具有柱状组织的CuAlNi形状记忆合金,从改变组织的结构达到改善该合金的各种性能的目的。实验证明柱状组织CuAlNi形状记忆合金记忆性比普通铸造的CuAlNi形状记忆合金大大提高;力学性能、机械加工性能得到改善。 本试验以纯度比较高的Cu、Al、Ni三种元素为原材料,采用定向凝固技术及热型连铸技术制备两种制备工艺,通过金相分析、成分分析、示差扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、力学性能、记忆性能等实验分析方法,研究柱状组织CuAlNi形状记忆合金组织对性能的影响,并且分析该合金性能提高的原因。 定向凝固技术制备CuAlNi形状记忆合金,主要工艺参数为:拉铸速度、熔化温度、牵引时的温度、冷却距离、冷却水流量。控制好各个参数是定向凝固制备具有柱状组织记忆合金的关键。 热型连铸制备CuAlNi形状记忆合金,成功的关键:提高固液两相区的温度梯度,控制固液两相区的位置。而影响固液两相区的主要因素有:型口温度、连铸速度、冷却水量、冷却距离等。这些因素是相互制约、共同作用的,通过控制优化工艺参数,最终可以得到质量良好的柱状组织CuAlNi形状记忆合金铸棒。 经过金相分析、断口形貌分析,两种工艺都得到了具有柱状组织的CuAlNi形状记忆合金。 由定向凝固得到的合金,晶界明显,晶界处有杂质聚集,在变形过程中有沉淀相出现;热型连铸得到的合金晶界平直,无杂质聚集,断口形貌是由大量韧窝组成,与钛镍记忆合金相似。热型连铸试样记忆性优于定向凝固,并且超过单晶的CuAlNi形状记忆合金的记忆性。 热型连铸工艺制备具有柱状组织CuAlNi形状记忆合金,可以为以后连续生产提供一种优良的方法。


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