tinb记忆合金的显微组织、力学性能与腐蚀行为

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要本文通过光学显微组织观察、x射线衍射分析(XRD)、透射电子显微分析(TEM)、能谱分析(EDS)、扫描电子显微分析(SEM)、室温拉伸试验、弯曲试验、电化学试验及x射线光电子能谱仪(XPS)分析研究了TiNb合金的显微组织结构、相组成、力学性能、形状记忆效应和腐蚀行为。铸态TiNb合金主要由a”和D相组成，Nb含量增加，合金中Of,”相的衍射峰数量减少，强度变弱，铸态Ti．26．5Nb为单一的B相；轧态TiNb合金当中，Ti．16Nb合金由a”和B相组成，Ti．25Nb和Ti一26．5Nb合金为单一的p

2、相；固溶状态的TiNb台金主要由a”和p相组成，透射电镜分析表明Ti．16Nb合金当中还出现了少量的0)相，Ti．25Nb合金和Ti．26．5Nb合金当中0【”相的衍射峰只有一个，且强度很弱。透射电镜观察的结果表明，Ti一16Nb合金中马氏体的组织形态为板条状，马氏体的亚结构为(111)I型孪晶。TiNb合金的弹性模量基本上在60GPa左右，固溶温度对合金弹性模量的影响不大，对于Ti。16Nb合金，在750℃固溶时，强度高，延伸率大，具有良好的综合力学性能，对于Ti一25Nb合金和Ti一26．5Nb合金，固溶温度升高，强度升高，延伸率

3、降低。750℃固溶处理时，三种合金相比，Ti．25Nb合金具有最大的延伸率22．1％和最高的屈服强度和抗拉强度，分别为662MPa和751MPa。时效处理会使TiNb合金的力学性能变差，特别是Ti一16Nb合金，在400。C和300。C时效后塑性完全消失，只有弹性段出现，断裂强度大幅度升高，达到865MPa，弹性模量也增大到100GPa以上。轧态及固溶态TiNb合金的断裂方式都为延性断裂，断裂过程中出现了颈缩现象，断口主要特征为大小不等的韧窝形态。弯曲试验结果表明TiNb合金具有良好的形状记忆效应，合金的形状回复率随着弯曲变形量的增大

4、而下降，三种成分合金最大完全可回复应变都达2％；Ti．16Nb合金的形状记忆效应具有很好的可循环性，哈尔滨工程大学硕士学位论文弯曲变形量为3．26％时，经过20次以上循环弯曲变形之后，Ti．16Nb合金仍具有40％以上的形状回复率。通过电化学试验测试表明TiNb合金具有很好的耐腐蚀性能。OCP曲线表明TiNb合金表西的钝化膜具有良好的稳定性；极化曲线表明TiNb合金具有优异的耐腐蚀性能，特别是pH=7．4时，无论在Hank’S溶液或是Saliva溶液中．TiNb合金都具有比纯钛更好的耐腐蚀性能。pH值对合金耐腐蚀性能有一定的影响，在p

5、H=7，4时，合金的耐腐蚀性能好于pH=5．4和pH=2，4。两种溶液相比，TiNb合金在Saliva溶液中具有比Hank’S溶液更好的耐腐蚀性能。通过XPS分析表明，TiNb合金表面腐蚀后，其氧化膜主要由Ti02和Nb205组成。关键词：TiNb合金；显微组织；形状记忆效应；腐蚀性能；力学性能哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractThemicrostructure，phasecomposition，mechanicalproperties，shapememoryeffectandcorrosionbehaviorofTiNbal

6、loyswereinvestigatedbymeansofopticalmicroscope，TEM，XRDanalysis，bendingtest，tensiletest，SEM，EDS，electrochemicalmeasurementandXPS．Theas—castTiNballoysaremainlycomposedoftwophases：Ⅱ”phaseandDphase．WiththeincreasingofNbcontent，thediffractionpeaksofol”becomelessandweakerandi

7、nTi一26．5Nballoythediffractionpeaksofo【”areabsent．TheTi一16Nballoyismainlycomposedofa”phaseandpphase，whileTi一25NballoyandTi一26．5Nballoyhaveasinglepphaseafterhot-rolling．Inthesolutiontreatedcondition，theTiNballoysarealsomainlycomposedofⅨ”phaseandDphase，butthereisonlyonewea

8、kdiffractionpeakofⅨ”bothinTi一25NbandTi一26．5Nballoys．whiletheTEMobservationprovedthatthereisalittleamountof(0ph