固溶温度对CuZnAl合金形状记忆性能的影响VIP专享VIP免费

固溶温度对CuZnAl合金形状记忆性能的影响*黄姝珂，李宁，莫华强，胥永刚（四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065）摘要：研究了Cu－26.87％Zn－3.85％Al（wt％）形状记忆合金固溶温度对其形状回复率的影响。实验结果表明：该合金采用固溶+上淬工艺处理后，在600℃～720℃范围内，其形状回复率随着固溶温度的升高迅速增加，在720℃后趋于稳定，达到最大值；考虑到合金晶粒大小和机械性能等因素，其最佳固溶温度是720℃；将该合金在室温下自然时效一个月后，由于马氏体稳定化，其形状回复率有小幅度下降。关键词：形状记忆合金；CuZnAl；形状记忆性能；固溶温度；马氏体稳定化EffectofSolutionizingTemperatureonShapeMemoryEffectofCuZnAlAlloyHUANGShu-ke，LINing，MOHua-qiang，XUYong-gang(SchoolofManufacturingSci.andEng.,SichuanUniv.,Chengdu610065,China)Abstract:TheeffectofsolutionizingtemperatureonSMEofCu－26.87％Zn－3.85％Al（wt％）SMAwasstudied.Resultsshowedthatfrom600℃to720℃,theSMEofsolutionizedandabove-quenchedalloyincreasedquicklywiththeincreaseofsolutionizingtemperature.After720℃,theSMEofalloywasgoingtothemaxandbestable.Becauseofthegrainsizeandotherfactors,thebestsolutionizingtemperatureofalloywas720℃.Afteronemonthatroomtemperature,theSMEofalloydecreasedalittlebecauseofmartensitestabilization.Keywords:shapememoryalloy(SMA);CuZnAl;shapememoryeffect(SME);solutionizingtemperature;martensitestabilization自从形状记忆合金问世以来，引起了人们的极大关注，并在航空航天、机械化工、仪器仪表、军事工业、自动控制、生物医学和人们的日常生活中有着广阔应用前景，比如紧固件、牙科正畸丝弓、控温元件、智能结构中的驱动元件等。Cu基形状记忆合金的形状记忆效应介于Ni－Ti基和Fe基形状记忆合金之间，成本比Ni－Ti基合金便宜的多，其应用前景十分诱人，但是目前还存在着一些问题[1]：马氏体稳定化、延性差、易发生晶界破坏，以及疲劳寿命短等，这些问题是限制其广泛应用的主要障碍。影响Cu基形状记忆合金形状记忆效应的因素很多。用该合金制成形状记忆元件，通常先将其冷轧、冷拉、冷拔成带、丝、管等形状，再通过固溶处理，使合金在高温下成为单一的β相，然后快冷淬火成为马氏体组织，使元件能记忆高温固溶处理时的形状。不同的固溶处理温度对形状记忆性能影响很大，对冷拉丝材这方面的研究报道很少，不利于该合金的应用。本文通过对不同固溶温度下合金形状回复率的测试及微观组织分析，研究了固溶温度对CuZnAl合金形状记忆效应的影响，可望对该合金的应用提供一定的指导作用。1．实验部分1．1合金的制备实验合金以电解铜（Cu>99%）、铝锭（Al>99%）和锌锭（Zn>99%）为原料，在30kg中频非真空感应炉中熔炼。铸锭在箱式电炉中经820℃×23h均匀化处理，随炉冷却，取出后车去外皮3mm，在800℃左右将其挤压成直径φ13mm的圆棒。随后进行旋锤制成φ3.5mm的棒。将棒冷拉成丝，在各次冷拉道次之间进行550℃中间退火处理，这样可以消除加工硬化，提高合金塑性，有利于进一步冷拉变形。冷拉变形与退化处理重复多次进行，最终得到*基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20030610093）作者简介：黄姝珂，男，1980年9月生，河南省平顶山市人，汉，博士生，研究方向：形状记忆合金李宁，男，1957年生，四川省成都市人，汉，教授，博士生导师，研究方向：金属功能材料，形状记忆合金，阻尼合金，抗菌不锈钢，生物合金，硬质合金等，在国内外发表论文60余篇。http://www.paper.edu.cn直径φ1.24mm的丝材。合金的化学成分（wt%）如下：69.28%Cu，26.87%Zn，3.85%Al。1．2试样准备及热处理过程从冷拉丝材上截下若干100mm长的丝，在室温下校直。为了消除冷拉变形时所带来的大量的内部亚结构缺陷，并使试样在测试前记忆的形状为一根直线，将校直的丝约束在不锈钢管中，进行固溶处理：分别在600℃、650℃、700℃、720℃、750℃、800℃、850℃和900℃固溶15min，将固溶试样迅速淬入室温水（20℃左右）中；然后进行上淬处理...