热压烧结镍钛合金的微观结构与力学性能.pdf

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1、第43卷第5期中南大学学报(自然科学版)Vb1．43NO．52012年5月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Mav2012热压烧结镍钛合金的微观结构与力学性能李婧，杨海林，阮建明，节云峰(中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙，410083)摘要：采用真空热压烧结技术，分别以NiTi预合金粉末和Ni，Ti纯元素混合粉末制备等摩尔比的NiTi形状记忆合金(SMh)。利用x线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及电子万能试验机对其物相组成，显微结构及力学

2、性能进行分析。研究结果表明：在1100℃和25MPa真空热压条件下，可制备出近全致密且组织及性能优良的镍钛合金，其中预合金粉末和元素混合粉末所制各样品的相对密度分别可达到99．64％和98．03％，并且预合金粉末样品比元素混合粉末样品具有更均一的组织和更好的力学性能。关键词：镍钛合金；真空热压；相对密度；微观组织中图分类号：TG139．6文献标志码：A文章编号：l672—72O7(20l2)05一l678—06Microstructureandmechanicalpropertiesofnickel·-titaniuma

3、lloybyvacuumhot-—pressingsinteringLIJing，YANGHai—lin，RUANJian—ming，JIEYun—feng(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：Aprocedureforproducingequiatomichigh-densityNiTishapememoryalloy(SMA)frompre-alloyedNiTipowder

4、sandthemixtureofelementalNiandTipowdersbyvacutlnlhotpressingsinteringwasdescribed，respectively．Phasecomposition，microstructureandmechanicalpropertiesofsuchaprocedurewerediscussedbyXRD，metallurgicalmicroscope，SEMandelectronicuniversaltestingmachine．Theresultsshowt

5、hatat1100℃and25MPa，nearlyfulldensityandhomogeneousTiNimicrostructuresareproduced．TherelativedensityvaluesofNiTifrompre—alloyedpowdersandmixturepowdersare99．64％and98．03％，respectively．Specimens，producedfrompre—alloyedpowders，aremorehomogeneousandhavebettermechanica

6、lproperties．Keywords：nitinol；vacuumhotpressing；relativedensity；microstructureNiTi合金是目前性能最为优越和应用最为广泛的医学q(如骨组织替代、牙根管、血管扩张支架1以及形状记忆合金[1]。近等摩尔比的NiTi合金不仅具有独娱乐器械(如网球拍、钓鱼线、玩具)等各个领域均有特的形状记忆性能和超弹性，在高阻尼、消振动、抗广泛且可观的应用前景。目前制备致密NiTi形状记忆疲劳、耐磨性等方面亦有其他材料所不可比拟的优越合金最为常见的方法是熔炼法，但传统

7、的熔炼方法合性能[2】，除此以外还兼具优良的生物化学相容性及生金成分难以精确控制，Ti和Ni的密度差异使其极易物惰性，因而在航空航天(如战斗机上使用的形状记忆产生偏析，且熔炼过程中的坩埚严重影响样品的纯度，管接头)、智能机械[3(如机械手、微型机器人)、生物降低其性能和形状记忆效果【1。加之熔炼方法的成本收稿日期：2011-04—28；修回日期：2011—08-11基金项目：国家自然科学基金资助项目(50774096)；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011QNT046)；中国博士后基金资助项(2Ol1

8、年)；中南大学博士后基金资助项~(2Ol1年)通信作者：阮建明(1956-)，男，河北霸州人，教授，博士生导师，从事生物材料及难熔金属材料的研究；电话：0731·88876644；E·mail：jianming@csu．edu．cn第5期李婧，等：热压烧结镍钛合金的微观结构与力学性能l679高、材料利用率很低，一般仅