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镍钛合金的一些特殊性质及加工方法

形状记忆合金11]（又称为Sha严MemoryAlloys,.简称为SMA.s)存在两种（有时具有两种以上，晶相，这些晶相会通过无扩散相转变发生相互转变11!:用转变使合金表现出明显的特征；超弹性和形状记忆效应，所以其被尝为“跨世纪的新材料”和“智能合金”

Rl。形状记忆合金由美国的O恤如最 早开始研究，他在20世纪30年代首先发现马氏

体的蓝随若湟度的升高而减少，面随若温度降低又会培多后来前苏联科学家Ku:rljumiav

等在Cu-Zn合金中也发现了这种现象并将之称为热弹性马氏体相变』虽然后来科学家也发现了形状记忆效应，井证实形状记忆效应产生的原因是热弹性马氏体相变，但是这些

发现并没有引起人们对形状记忆合金的虳重，视直到20世纪60年代，Bu中Mer等发现变形的等院子比锐钦合金在马氏体状态加热能够恢复到母相阮来的形状，至此人们才开始关注形状记忆合金吼锦铁合金由于具有较低的弹性模，盘形状记忆效应、超弹、性杭腐蚀性以及生物相容性而在航天，工程以及生物医学领域有广泛的应用（琦中在医学领域，］介入放射学、整形．外科、神经学和心脏病学等都会应用银钦合金，最有代表性的就是视钦合金支樊 与传统的.3,l6L不锈钢支架相比，铢钦合金支架在抗血栓、抗腐蚀以及低弹性模旦等方面表现优异(4心9]，所以铢钦合金取代36L不锈钢可以有效提高疗效果。生物医用银钦合金支架包括丝箱织支架和管切割支架，其中营切割支架的，蚽料为镁铁合金管，其他医疗器械也有采用银钦合金皆，导如管和探针等心仕航空领域？锦钦合金符可以作为卫袅和战斗机液压系统的连接件，可以使运行更稳定和安全。

塑性变形是加T银钦合金管的主要手段，主要工艺是挤压和拉拔，挤压工艺包括反挤压..正挤压以及可变形芯模挤压f 相比挤压工艺，拉拔工艺制备的镁钦合金管材可达到生物医用级，拉拔工艺根据是否存在芯模分为四种:芯桢拉拔，元芯模拉拔，浮动芯拉拔以及固定芯拉拔i，如果芯模拉拔的芯模能发生塑性变形亨则芯模拉拨又称为可变形

芯模拉拔，相反芯模不发生塑性的芯筷拉拔又称为不可变形芯模拉拔U°i。植入人体的银

钦合金管不仅要经受数以百万次的循环载荷，而且可能会有突发事件使银钦合金管出现裂痕甚至完全断裂l[IL)，在其他领域锦钦合金管也需要有较商的力学性能，所以提高镂钦合金管力学性能有重要的现实意义千

兢早引起人们关注且应用最广泛的形状记忆合金是近等原L子七锐钦合金(48:at?~52at%N!i)，图1-1为NiTi二元合金相图，在商温时，近等原子比银钦合金的母相为体心立方结构(bec)的p相，晶体结构随行温度的降低发生转尸变当温度降至1090C时，体心立方结构转变为B2结构(bee...B2),B2为CsCI型超点阵，点阵常彻数＝0.301nm.锐钦合金能在650.C发生共析转变，低于650°C左右时，B2单相区很狭窄，仅在50.0at.%~505at%N1之间存在，伯离该区城时，钦钦合金将析T出i2Ni或Ni,Ti,而这些析出物会

改变保钦合金的Ni的含量，由于铣钦合金的相变温度对凡的含损敏感，所以这些析出物会使相变温度会发生大幅变化。

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图1-1Nin二元合金相图

银钦合金高温时奥氏体母相为B2晶体结构，马氏体晶体结构为B1，9单斜晶，如图

1-2。

B2奥氏体转变成B19马 氏体存在两种路径I2l1：一种为B2.-B19；一种为82一R----

B19, 其中R相为菱方结构(Rhombohedral)。与B2相相比，锐钦合金的R相和Bl9相的晶体学对称性明显降低，这是由千R相做观结构为(llO)和(100)复合李品，B19相微

观结构也为李晶结构，失去的品休学对称性全部转化为挛品对称”关2系18).

银钦合金的马氏体相变一是级相变，相变发生的特征包括铢钦合金的表面有浮凸出现，电阻率下降，产生热效应，电子衍射花样和X射线衍射谱出现突变等阳l.

根据执力学得知，热弹性马氏体相变除了存在相变阻力，还有表面能和化学自由能的变化，而且相变的发生在某一特定温度，其中M＄和Mf分别为马氏体开姑转变和转变结束的温度，心和Ar分别为奥氏体开始转变和转变结束