● 摘要
本论文向Ti50Ni49Fe1合金中添加了0at%，0.5 at%，1.0 at%，1.5 at%，2.0 at%含量的Co元素，通过测试合金的相变温度，室温显微组织、室温和液氮温度力学性能和形状记忆效应，系统研究了Co元素对Ti50Ni49Fe1合金的相变特性、微观组织、力学行为等的影响；同时，对Ti50Ni49Fe1合金进行变形量为15%，30%，50%的冷轧变形及300℃-500℃的退火处理，通过测试合金的相变温度和力学性能，研究了不同的冷轧及热处理方式对Ti50Ni49Fe1合金的微观组织，力学性能，形状记忆效应，回复力等性能的影响。DSC测试显示，Co元素的添加会明显降低合金的马氏体相变温度Ms，Co元素含量为1.5at%时，合金的Ms为-23℃。Co元素为2.0at%时，合金的Ms用DSC检测不出。合金的R相变温度的降低速度比Ms慢；Co元素添加对合金的抗拉强度影响不大，但是Co元素含量超过1.5at%时，合金室温拉伸曲线中没有应力诱发马氏体现象发生；添加Co元素后合金的形状记忆效应得到了保持，Co2.0at%合金的形状记忆效应为6%。合金冷轧变形量达到30%后，DSC曲线检测不到马氏体相变；冷轧明显降低合金的相变的数量，降温过程相变焓从从20.73 J/g降低到1.15J/g；450℃退火后合金的马氏体相变重新出现，并且Ms随着退火温度的升高而升高；XRD和TEM测试显示，冷轧后合金中引入了大量的位错，同时晶粒得到细化；合金力学性能得到提高，应力诱发马氏体临界应力σSIM和马氏体滑移真实塑性变形应力 ，分别从未冷轧时的155MPa和618MPa增加到785和1338MPa；冷轧提高了合金形状记忆效应，冷轧30%合金的记忆效应为8.5%左右；退火提高了冷轧合金的塑性，冷轧30%后400℃×1h退火合金和冷轧50%后450℃×1h退火合金表现了良好了综合机械性能，其 和断裂延伸率分别为839MPa，22%和887MPa，22%。回复力测试表明，合金在预变形为9%，变形温度低于或者等于Ms时可以获得最好的回复力；Co元素的添加对合金最大回复力力的影响不大，Ti50Ni49-xFe1Cox合金的最大回复力都在300MPa左右；冷轧+热处理工艺可以显著提高合金的最大回复力，并且最大回复力随着退火温度的升高而降低，冷轧30%合金300℃×0.5h热处理后最大回复力为497MPa；而冷轧50%合金350℃×0.5h热处理后最大回复力为613MPa。