一、铁基形状记忆合金相变规律的研究（论文文献综述）
李智[1]（2020）在《形状记忆合金螺栓的有限元建模与力学性能研究》文中研究说明螺栓紧固件连接作为最重要的连接形式之一,广泛地应用于航天设备关键连接部件的结构设计中。当螺栓受到冲击、振动或周期性载荷作用时会倾向于松动,并且在一定的阶段会导致夹紧力衰减进而连接失效,这种失效可能导致关键安全部件的灾难性后果。因此,螺栓紧固件力学性能的研究成为一个重要的研究课题。而形状记忆合金（SMA）因其材料的超弹性效应和形状记忆效应,成为当下一个重要的研究方向之一。形状记忆合金螺栓由于其材料的非线性和马氏体相变,会导致螺纹根部应力集中发生不可恢复变形的累积,进而对螺栓的力学性能产生重要的影响。为了维护超弹性SMA螺栓的工程使用价值,本文以超弹性SMA螺栓紧固件为研究对象,通过实验和理论建模研究了它的力学性能。主要工作如下:1.研究了形状记忆合金的概念及其材料内部的微观转变机理;根据目前较为广泛应用的SMA本构模型,引入Brison关于马氏体含量与应力的关系,建立了可以完整描述超弹性SMA螺栓材料单轴相变的宏观唯象本构模型。2.开展超弹性SMA螺栓的力学性能实验,搭建超弹性SMA螺栓循环加载实验平台,得到了螺栓的宏观机械响应规律。同时通过差示扫描量热法、扫描电子显微镜和XRD衍射仪对的螺栓的马氏体相变点和微观结构进行了检测,得到螺纹根部微观结构的演变规律。结果表明:预紧力和循环加载的载荷值越大,螺栓的夹紧力衰减幅度就越大;随着加载循环次数的增加,马氏体残余应变的持续积累是导致夹紧力显着衰减的主要原因;通过不同应力水平下的螺纹根部残余马氏体形态的演变规律,进一步验证及阐明超弹性SMA螺栓的夹紧力的衰减机理。3.根据非线性梁单元求解程序编写的需要,利用有限元法对梁单元非线性刚度矩阵进行了推导,对非线性梁单元程序算法中的求解原理进行了介绍。并利用MATLAB语言,编写了可用于梁单元非线性求解的程序算法。并建立了基于超弹性SMA梁单元的螺栓紧固件模型,研究了外载荷作用下的螺栓的有限元数值实现方法,构建数值模型进行了超弹性SMA螺栓的力学数值模拟。研究结果表明,本文建立的超弹性SMA螺栓的有限元模型数值模拟的结果,和实验结果比较吻合,可以有效的分析超弹性SMA螺栓的力学性能。
丁扬[2]（2020）在《基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究》文中研究指明采用增材制造技术制备记忆合金结构件,实现形状记忆合金和增材制造技术的有机融合,已成为智能材料制造领域研究的一个重点主题。然而,增材制造过程中极易产生元素烧损、晶粒粗大等问题,造成较大的形状记忆功能损失。针对这一问题,本文提出以“高沸点外皮包裹低沸点合金元素粉末”的粉芯丝材,作为增材制造形状记忆合金用材,且通过将粉芯中部分合金元素纳米化,以引入纳米效应等改性作用,进而抑制形状记忆合金增材制造过程中记忆功能损失的研究思路;同时,选择具有价格低廉、记忆效应稳定、强度高等优点的Fe基记忆合金为研究对象,开展基于微纳粉芯丝材的形状记忆合金增材制造相关研究,阐明了Fe基记忆合金粉芯丝材增材制造过程、工艺、组织、性能,并探究微纳粉芯丝材中纳米组分对Fe基记忆合金增材制造记忆功能损失的抑制效果;从而,推动Fe基记忆合金的广泛应用,并丰富和发展增材制造用材,尤其是增材制造用粉芯丝材及其相关理论。本文完成的主要工作和获得的主要结果如下:（1）分析了Fe基记忆合金单道单层、单道三层电弧增材制造过程中的温度场,以此为依据,确定了电弧增材制造Fe基记忆合金中的元素比例影响程度最小的参数选取,进而获得了电弧增材制造的初步工艺窗口,并研究了单道三层熔融沉积层下的Fe基记忆合金增材制造过程中的温度场变化规律。研究表明,在多次的熔融沉积过程中,前一层已经熔融沉积完成的沉积区域,超过2/3区域出现重熔现象,使易烧损Mn、Si等元素产生二次乃至多次元素烧损;同时,在第三层熔融沉积过程中,各监测点最高温度逼近4000℃,将会进一步加速元素烧损。（2）研究了Fe基记忆合金粉芯丝材的制备及电弧增材制造工艺。通过对圆管法工艺阐述、扎尖-拉拔一体化拉丝设备研制、粉料填充配比模型计算、拉丝前钢管高温防氧化处理等研究,获得了Fe基记忆合金粉芯丝材制备的全流程工艺方法;同时,采用正交实验优化,以单道三层沉积层的表面光滑和表面平整程度等级μ为评价指标,确定了微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金的最佳工艺参数。研究表明,在电流大小I=190A、熔融沉积速度大小V=0.4 m/min、层间冷却时间大小T=45 s时,合金表面焊道较为平直光滑,试样内部形貌完好,无气孔、空洞、裂纹等缺陷。（3）考察了四种纳米硅含量掺杂的的粉芯丝材电弧增材制造Fe基记忆合金的铸态、均匀化及固溶组织。研究表明,纳米硅的掺杂打断了铸态组织的生长,铸态特性随着纳米硅掺杂量的增多逐渐消除,均匀化与固溶处理后铸态组织得到全部消除;同时,与常规微米粉粉芯丝材制备下的记忆合金相对比,分别掺杂占Si元素总量10%、30%、50%纳米硅制备出的Fe基记忆合金的组织得到细化,相应地其硬度分别提升了5.22%、11.99%、20.10%;此外,Mn元素的烧损量相比于常规粉芯丝材也要小,其中掺杂30%纳米硅烧损降低了24.17%。（4）研究了四种纳米硅含量掺杂的粉芯丝材电弧增材制造Fe基记忆合金的形状记忆性能,通过观察形变回复前后的组织,解释了纳米硅掺杂对于形状记忆性能变化的影响,并阐明了纳米硅掺杂对Fe基记忆合金电弧增材制造中形状记忆损失的抑制作用。研究表明,所掺杂的纳米硅对形状记忆性能有不同程度的改善,在掺杂占Si元素总量30%的纳米硅时,其形变回复率提高了244%;纳米硅掺杂对增材制造形状记忆性能损失的抑制作用主要表现为,抑制合金元素烧损、抑制合金强度下降、增加?马氏体数量、抑制不可逆α’马氏体生成四个方面。
田健[3]（2019）在《激光选区熔化成形Cu-Al-Ni-Ti形状记忆合金基础研究》文中研究说明Cu-Al-Ni-X系形状记忆合金（Shape Memory Alloys,SMAs）是一类具有较高相变温度和热稳定性的铜基形状记忆合金,其相变温度可在-180400℃内可调,具有良好的高温应用潜力。利用铸造方法成形时容易引入杂质,且合金晶粒粗大、材料脆性严重。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）方法是金属增材制造工艺之一,它利用高能束激光逐点、逐层熔化微细金属粉末,可制造复杂精细金属零件。SLM过程中材料冷却速率可达106108℃/s,具有明显快冷特征,易形成微细晶粒,有利于提升合金性能。鉴于成形复杂结构和优异冶金特性,本文探索利用SLM制备Cu-Al-Ni-X系形状记忆合金,研究新型工艺下铜基记忆合金组织和性能特征及工艺规律,为SLM成形复杂铜基记忆合金零件奠定理论与技术基础。以Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti预合金粉末为原材料,Ti元素的加入以期细化晶粒。论文主要发现与结论总结如下:（1）通过分析不同激光功率和扫描速度下熔化道的连续性、平展性以及球化情况,块体致密度以及合金微观结构,确定了SLM成形Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti记忆合金最优工艺参数:激光能量密度约为107 J/mm3（功率310 W,扫描速度800 mm/s,层厚0.04 mm,扫描间距0.09 mm）。最高致密度超过99%,过高或过低的能量密度都会导致合金内部产生孔隙或球化。当扫描速度为600700 mm/s时,试样的致密度随着激光功率的增加而显着降低,但随着扫描速度的增加而增加。因为高功率和低扫描速度的工艺参数组合使得激光能量密度过高,容易使金属溶液由于熔池温度过高而产生沸腾,这会导致金属液滴飞溅并最终在样品中冷却、收缩形成孔隙,导致试样致密度降低。当扫描速度提高到800900 mm/s时,试样致密度超过99%,随激光功率和扫描速度而略微变化。此时,激光能量适合于完全熔化粉末以形成连续的熔池。（2）基于上述优化工艺参数,研究了SLM制备Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti合金的相组成以及微观组织。与同质铸件组织相比:由于SLM过程中熔体快速的冷却速度,SLM制备的Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti合金中α相和γ2相析出被抑制,仅产生β1’马氏体相;平均晶粒尺寸43μm,只有铸造组织的1/10;马氏体呈板状和针状,在晶粒内交错生长;同时,还发现了呈颗粒状的Cu2TiAl相,尺寸约为2050 nm,弥散分布在基体表面,阻碍晶粒长大,具有细化晶粒的作用。（3）SLM制备的Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti合金在常温下的硬度（267.1289.1 HV）高于铸造合金30 HV,断裂延伸率（7.63±0.39%）较铸造合金提高了5.41%,但抗拉强度（541±26 MPa）降低了12%。SLM的高冷却速率以及Ti元素的细晶作用导致合金晶粒被细化,同时,高的冷却速率导致脆性的γ2相析出被抑制,因此合金的硬度和断裂延伸率被提升,而试样内部孔隙的存在导致试样的抗拉强度降低。DSC实验结果表明:合金的马氏体相变开始温度Ms约为83℃,说明合金在常温下为马氏体相,具备在高温下构建形状回复的可行性。300℃高温拉伸强度超过600 MPa,延伸率达12%,表现出良好的高温应用潜力。另外,通过形状回复实验表明:合金在变形范围内的形状回复率接近90%,验证了材料的记忆特性。（4）SLM成形了Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti记忆合金复杂多孔结构,多孔结构体积分数10%,空间尺寸为25 mm×25 mm×12.5 mm,单元尺寸分别为3.5 mm、4.5 mm和6.5mm。所制备的复杂多孔结构无明显缺陷,成形尺寸的平均偏差+0.168/-0.057 mm。孔隙率相同,单元尺寸越大,多孔结构受力过程中的应力应变集中水平越低,压缩性能越好。其中体积分数为10%,单元尺寸为6.5 mm的多孔结构的压缩强度为9.45±0.23MPa,弹性模量6%左右,弹性模量249±0.23 N/mm2。研究初步验证了SLM成形复杂Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti记忆合金零件的可行性。
耿双奇[4]（2019）在《NiTi系合金丝材的形状记忆行为研究》文中研究说明NiTi形状记忆合金是一种具有良好形状记忆功能的新型功能材料,在各个领域中充当不可替代的角色,极大地促进了世界工业的发展。本论文系统研究了不同成分和不同热处理制度下的NiTi二元形状记忆合金丝材的相变行为、显微组织、力学性能及记忆行为,为NiTi记忆合金丝材的应用提供理论依据。本文以不同Ni含量的NiTi二元形状记忆合金为研究对象,采用差示扫描量热仪研究NiTi系记忆合金的相变行为;采用金相显微镜观察NiTi系记忆合金丝材的显微组织;采用X射线衍射仪对不同Ni含量NiTi合金进行相分析;采用配有可变温环境室的万能拉伸试验机来研究NiTi合金丝材的力学性能和记忆行为。取得的主要研究结果如下:1.不同Ni含量的NiTi形状记忆合金中,Ni含量每增加0.1at.%,NiTi合金的相变温度会降低10℃;热处理温度对Ni50Ti50合金的相变温度、热滞没有明显的影响,而对Ni50.8Ti49.2合金的相变温度及热滞影响较大。2.富Ti的Ni50Ti50合金丝材主要由B2相（奥氏体相）和少量Ti4Ni2O相组成,而富Ni的Ni50.8Ti49.2合金丝材中的组织主要由M相（马氏体相）以及少量的Ti4Ni2O相组成。3.随着NiTi合金中Ni含量的增加,δ单调减小,σs和σb先减小后增大;对于不同热处理制度的Ni50.8Ti49.2合金丝材,随着热处理温度的升高,δ先增加后减小,整体来看σs呈上升趋势,σb呈下降趋势。4.随着拉伸形变量的增加,加热过程中Ni50Ti50合金丝材的恢复应力相应增大,并且恢复应力大于拉伸应力;拉伸形变量达到6%后卸载应力,对Ni50Ti50合金丝材进行升温-降温热循环,随着循环次数的增加,约束应力开始增大和开始减小的温度趋于稳定,并且恢复应力也趋于稳定。5.采用有芯热缠绕法制备了低刚度的NiTi合金弹簧,与同为抗腐蚀材料的TiNiFe和TC4相比,Ni50.8Ti49.2合金弹簧在3.5%NaCl溶液中具有更加良好的抗腐蚀性能,适合在海洋腐蚀环境中长期使用。
李玉影[5]（2019）在《多元NiMnGa基合金的显微组织和性能研究》文中研究指明本文将Hf元素掺杂到NiMnGa磁性形状记忆合金中,采用高真空电弧熔炼的方法制备NiMnGaHf合金,探究Hf含量和热处理工艺对NiMnGaHf合金组织结构、相变性能和力学性能的影响。另外,在合金中掺杂Hf元素的同时又添加了Nb元素（或Y元素）,系统地研究了NiMnGaHfNb合金和NiMnGaHfY合金在不同热处理工艺下的组织结构、相变性能和力学性能。利用机械球磨法制备NiMnGaHf、NiMnGaHfNb、NiMnGaHfY合金颗粒,研究了不同球磨时间和退火后颗粒的组织结构和相变性能。研究结果表明,室温下铸态NiMnGaHf合金由奥氏体相基体和密排六方结构第二相组成,第二相的体积分数随着Hf含量增加而增加,当Hf含量为6at.%时,基体相与第二相交替分布,当Hf含量为9at.%时,第二相呈柱状分布;在加热和冷却过程中,NiMnGaHf合金均发生一步马氏体相变,随着Hf含量的增加,NiMnGaHf合金的马氏体相变温度逐渐降低,合金的居里温度未发生明显变化固溶处理后,NiMnGaHf合金仍旧由奥氏体相基体和密排六方第二相组成,固溶态合金的马氏体相变温度低于铸态合金,与铸态合金相比固溶态合金的居里温度未发生变化。与原NiMnGa合金相比,Hf元素的加入提高了合金的断裂强度,随着Hf含量的增加,合金的断裂强度先降低后增加,当Hf含量为1at.%和6at.%时,合金的最高断裂强度为350MPa。时效处理后,NiMnGaHf合金的相组成未发生变化,时效态合金的马氏体相变温度均高于固溶态,且600℃时效态合金相变温度高于400℃时效态合金,时效处理后,合金的居里温度仍未发生明显变化。Nb（Y）元素加入后,与Hf1合金相似,铸态Nb1和Y1合金中第二相在基体中断续分布,由奥氏体相和密排六方第二相组成。相比于Hf1合金,Nb1和Y1合金的马氏体相变温度降低。固溶后,Nb1合金中第二相消失,Y1合金中第二相含量减少,Nb1和Y1合金的马氏体相变温度降低。与Hf1合金相比,Nb1和Y1合金的断裂强度降低,断裂方式仍然为脆性断裂。时效处理后,Nb1和Y1合金的马氏体相变温度有小幅度增加且600℃时效态合金相变温度高于400℃时效态合金。时效处理后合金的居里温度未发生明显变化。颗粒的显微组织、相组成和相变行为测试结果表明,球磨后合金基体的有序化结构被破坏,导致马氏体相变消失。室温下,NiMnGaHf、NiMnGaHfY和NiMnGaHfNb球磨合金颗粒在室温下主要由无序立方结构基体相和第二相组成。800℃退火1h后,合金基体的结构从无序转变为有序,马氏体相变得到恢复,颗粒的马氏体相变温度高于原合金块材,居里温度没有明显变化。
黄林科[6]（2018）在《纳米晶铁基材料α/γ相变与晶粒长大的共生研究》文中指出制备高强高韧金属材料是材料科学领域的研究热点。金属纳米晶材料具有数倍于传统粗晶材料的强度,但热稳定性差、拉伸塑性降低,因而极大限制了此类材料的应用与发展。固态相变（简称相变）和晶粒长大,作为材料热加工中两类典型的固态转变,不仅是纳米晶材料常见的失稳方式,更是实现非均质结构、获得高强高塑纳米晶材料的有效途径。可见,研究固态转变对调控纳米结构、设计新型纳米晶材料具有重要意义。近年来,材料学界围绕纳米晶材料晶粒长大开展了大量研究、取得了丰硕成果。然而,纳米晶材料的相变研究在国内外却十分有限,相关工作大多局限于热力学,动力学工作尚在起步阶段。纳米晶材料中相变与晶粒长大往往共生,但共生背后组织演化及物理机制尚不明确。铁基材料是当前工程应用中最重要的一类材料,其固态相变对于钢铁材料制造加工具有重要作用,尤为引人注目的是先进高强钢设计中涉及的逆奥氏体相变。因此,探究纳米晶铁基材料逆奥氏体相变,对设计新型纳米结构材料、发展先进高强钢都极具意义。基于此,本文选择模型体系纳米晶Fe91Ni8Zr1合金,通过实验、模拟和模型系统探究其升温过程中铁素体（α）/奥氏体（γ）相变:表征相变与晶粒长大共生动力学,揭示共生机制;利用共生调控纳米结构;表征奥氏体生长动力学,揭示晶界约束相变机制;建立纳米晶材料相变动力学模型。主要结论如下:（1）通过直接的动力学证据证实相变与晶粒长大共生;两种宏观固态转变共生对应微观相界迁移和晶界迁移共存;相界与晶界之间具有交互作用,即晶界因结构和取向效应会阻碍相界迁移并改变相界迁移方向,晶界处形成的纳米级新相会对晶界施加Zener钉扎力而阻碍晶界迁移。（2）纳米晶材料中相变与晶粒长大普遍共生,究其根本,纳米晶材料的相变驱动力和晶粒长大驱动力相当（热力学条件）而晶界迁移的激活能小于或者相当于相界迁移激活能（动力学条件）;相变和晶粒长大共生时会存在交互作用,该交互作用依赖于具体的相变形式;在纳米晶Fe91Ni8Zr1合金中利用相变和晶粒长大共生制备出一种新型非均质纳米结构（超细晶奥氏体分布于纳米铁素体基底）,即双相双峰组织,有望获得较优的强韧性匹配。（3）纳米晶Fe91Ni8Zr1合金α/γ相变温度区间较大,呈现缓慢相变动力学特征;球状超细晶奥氏体从纳米铁素体基底的大角度晶界处形成;奥氏体生长由扩散型机制控制、生长速率缓慢、伴随着元素配分;高温奥氏体因超细尺寸和合金化效应共同作用,在较宽温度区间内表现出较高热稳定性;高密度晶界是纳米晶Fe91Ni8Zr1合金呈现缓慢动力学的本质;晶界在纳米晶材料扩散控制型相变的新相生长中发挥双重作用,即增强体系扩散（增强效应）和利于形成限制的扩散场（约束效应）;晶界约束效应起主要作用:扩散场距离缩短易于软碰撞效应产生,进而导致奥氏体生长速率缓慢,本文将之定义为“晶界约束相变机制”。（4）考虑晶界双重作用和晶粒长大效应,修正奥氏体生长扩散模型,耦合Cahn相变动力学模型和晶粒长大模型,建立纳米晶材料扩散控制型α/γ相变动力学模型;模型用于纳米晶Fe91Ni8Zr1合金可描述奥氏体生长演化、元素配分、奥氏体体积分数演化以及铁素体晶粒尺寸;基于Cahn相变动力学模型,考虑晶粒长大和相变的交互作用,建立纳米晶材料界面控制型相变动力学模型;模型可较好描述纳米晶Fe98Ti2合金α/γ相变行为。
郝林[7]（2018）在《形状记忆合金鼓包力学特性研究》文中指出自适应变体结构技术作为新一代飞行器关键技术能够显着地改善飞行器在整个飞行包线中的气动性能,并使其能够执行更多不同的飞行任务。利用自适应变体结构技术,飞行器能够根据飞行环境自发地改变自身气动外形,从而使飞行器能够始终具有最佳气动性能。作为一种兼具感知与驱动能力的功能材料,形状记忆合金能够将热能转变为机械能,是实现结构自适应变形的理想材料。利用形状记忆合金改变飞行器的气动外形已成为当前一个重要的研究方向。区别于通常以驱动器的形式应用于自适应结构中,本文旨在将三维形状记忆合金鼓包结构直接用作一种自适应变体结构,利用形状记忆合金的双向形状记忆效应,实现鼓包结构在连续变化的环境温度下自发地实现高温构型与低温构型之间的连续变形。为此,本文从数学建模、数值仿真以及实验制备及测试角度分析形状记忆合金自适应结构热力学响应的问题。主要内容及创新点包括:1.形状记忆合金条带热力学响应模型。（1）考虑相变过程中材料内部的能量耗散以及内能的变化,建立了形状记忆合金相变过程的能量耗散守恒方程,得出了形状记忆合金相变过程中热流激励与温度之间的关系;（2）提出相变膨胀张量的概念,将形状记忆合金本构关系进行简化,从而得到类似于热膨胀效应形式的形状记忆合金应力-应变本构关系;（3）基于虚功原理,利用ABAQUS用户自定义单元功能开发了三维六面体八节点形状记忆合金热力耦合单元,实现了形状记忆合金结构热力耦合问题有限元计算;（4）利用开发的单元子程序对形状记忆合金条带的热力学响应过程进行仿真,仿真结果与形状记忆合金条带实验结果的对比进一步验证了所提模型的实用性、可靠性。2.三维形状记忆合金本构模型理论的修正及其子程序实现。（1）从形状记忆合金热力学势函数出发,回顾了Byod-Lagoudas三维形状记忆合金本构关系模型推导过程;（2）结合热弹性马氏体相变基本特性,给出了形状记忆合金相变转变张量的约束条件,建立了三维形式形状记忆合金结构最大相变应变的函数形式;（3）基于位移增量方法,推导出三维形状记忆合金切线刚度张量,并将修正后的形状记忆合金本构关系编写为用户材料子程序。3.固定边界条件下形状记忆合金鼓包双向形状记忆效应的训练。（1）结合传统形状记忆合金结构的训练方法以及鼓包变形特点提出了适用于三维形状记忆合金结构的恒变形循环训练方法;（2）设计并研制了一套适用于三维形状记忆合金鼓包热机械训练的控制装置,该套装置由加载约束部分以及温度控制系统组成,极大地降低了鼓包训练难度并缩短了鼓包的训练时长;（3）利用所提出的形状记忆合金鼓包训练方法以及所研制的训练控制装置完成固定边界条件下形状记忆合金鼓包双向形状记忆效应的热机械训练过程,获得具有升温变平、降温鼓起变形特性的形状记忆合金鼓包。4.最大相变应变模型建立以及鼓包在均匀/非均匀温度场下热力学响应分析。（1）结合有限元仿真计算以及实验测试结果,完成形状记忆合金最大相变应变数学模型的建立;（2）对三维形状记忆合金鼓包热力学响应过程进行了有限元仿真计算,通过与实验测试结果对比可知所建立的形状记忆合金鼓包有限元模型能够较好地模拟鼓包热力学响应变形过程;（3）对所训练的形状记忆合金鼓包的双向形状记忆变形能力进行了测试,分析了一定程度的外载条件对鼓包变形能力的影响;（4）以低速流场环境为例,结合风洞试验,从数值分析角度研究了复杂温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应情况。5.围绕超临界翼型局部激波减阻问题,提出了基于形状记忆合金的三维自适应激波控制鼓包。（1）针对具体的超临界翼型,设计出基于形状记忆合金的三维自适应激波控制鼓包结构形式;（2）利用有限元仿真计算方法研究了所设计的形状记忆合金鼓包在热激励下的力学响应及变形情况,该鼓包在翼型初始预应变及激波区域的负压条件作用下,在升温相变时能够变形成向上凸起的鼓包;（3）通过流场计算分析了一定飞行攻角范围内鼓包外形高度对翼型气动特性的影响;（4）以变攻角为例,联合有限元计算和计算流体动力学分析方法对形状记忆合金鼓包几何外形和驱动温度在某一攻角范围内进行了优化计算,从而得到鼓包在不同飞行攻角下最优气动外形以及最佳驱动温度。
孟玉堂[8]（2018）在《NiTiNb形状记忆合金应力松弛规律及表征技术研究》文中进行了进一步梳理NiTiNb形状记忆合金因兼具优异的形状记忆性能和机械性能,广泛的应用于管接头等需要连接与密封的场合。连接与密封条件下,应力松弛行为是影响其寿命和使用可靠性的关键因素。应力松弛表征方法当前主要采用一维材料拉伸法。采用该方法开展室温条件下应力松弛研究的时间可长达数年,且仅能对材料宏观应力松弛行为进行简单模拟,不适于应力松弛行为的系统研究。针对NiTiNb形状记忆合金的应力松弛研究,已开展的工作较少,当前仅基于拉伸试验开展了一些材料级的高温应力松弛规律研究,而对反映NiTiNb形状记忆合金实际使用状态的、室温条件下的应力松弛及其主要影响因素尚无研究工作。本文针对NiTiNb形状记忆合金的室温应力松弛表征需求,以当前应用最为广泛的Ni47Ti44Nb9形状记忆合金及其管接头为研究对象,系统开展了N 47Ti44Nb9形状记忆合金的室温应力松弛表征新方法与室温应力松弛规律研究。首先,模拟Ni47Ti44Nb9合金的实际使用过程,采用具有控温及力学测试功能的中子衍射装置原位开展了回复过程中物相转变规律及其与回复应力关系研究,并基于试验结果与Ni47Ti44Nb9合金相变规律等对试验现象进行了深入分析,为深入了解回复应力变化的规律与机理提供了重要的参考。然后,基于纳米压痕仪建立了 Ni47Ti44Nb9形状记忆合金室温应力松弛快速、经济的表征方法;采用该方法研究了加载速度、加载载荷等参量对Ni47Ti44Nb9合金室温应力松弛规律的影响,并结合位错移动理论对试验现象进行了深入分析;设计试验开展了不同回复温度对形状记忆合金产品应力松弛规律的影响,并对比了其与1Cr18Ni9、ZL204等常见金属材料的应力松弛风险。本部分研究结果将有助于全面了解NiTiNb形状记忆合金的室温应力松弛规律。最后,基于X射线衍射仪建立了 Ni47Ti44Nb9形状记忆合金产品室温应力松弛在线的表征方法;论证了通过表面应力间接表征回复应力的可行性;并研究了不同回复温度对约束回复管接头表面应力的影响规律,测试了经约束回复处理的管接头室温条件下5个月内的应力松弛规律。本部分的研究内容将有助于解形状记忆合金产品实际使用状态下的应力松弛规律。通过本项目的研究,建立起了 NiTiNb形状记忆合金室温应力松弛快速、经济、无损、原位的表征方法,获得了 NiTiNb形状记忆合金典型使用条件下的室温应力松弛规律。研究结果将有助于系统开展NiTiNb形状记忆合金室温应力松弛研究工作,并指导NiTiNb形状记忆合金产品的制备过程优化和可靠性提升。
赵志刚[9]（2017）在《基于管接头制备的镍钛铌合金热变形行为及其粉末冶金工艺研究》文中研究说明具有宽滞后效应的NiTiNb形状记忆合金是目前性能最优异、最有前途的管路接头材料。然而,NiTiNb合金不易加工、成型,且大尺寸管接头（内径≥30mm）制备困难,这极大地限制了该合金的应用。特别是在载人航天及深空自组装领域中,高性能、大尺寸管接头的开发及应用,尤为亟需。论文针对Ni TiNb合金成型、加工困难的缺点,研究了锻态NiTiNb合金高温压缩时的热变形行为,计算了其热变形激活能,并得出了本构方程。针对该合金大尺寸管接头制备问题,提出用热等静压法予以解决。初步探索了NiTiNb合金的热等静压工艺（包括球磨制粉、包套制作和热等静压）。对其微观组织和性能进行研究,并与锻态NiTiNb合金对比分析。主要结论如下:（1）锻态Ni TiNb合金在热压缩的过程中会出现明显的屈服现象;其热激活能为198.004KJ/mol,Arrhenius型本构方程为:（2）锻态NiTiNb合金在热压缩的过程中,峰值应力随变形温度上升而减小,随应变速率上升而增大。其微观组织中存在NiTi基体相,β-Nb相和少量的（Ti,Nb）2Ni硬脆相。它们的含量和分布情况都会影响合金的性能,当NiTi相的含量多而β-Nb相的含量少时,有利于提高合金的强度,但是会降低合金的塑性,（Ti,Nb）2Ni硬脆相对合金性能有害。（3）Ni、Ti、Nb粉末在球料比8:1、转速200r/min、时间2h的球磨参数下被细化并混合均匀;之后在1200℃、150MPa、保温保压5h的热等静压参数下制得了NiTiNb合金。最佳球磨和热等静压工艺参数仍有待探索。（4）与锻态NiTiNb合金相比,本次制备的热等静压态NiTiNb合金硬度明显提高;但合金原子未扩散充分,导致微观组织中Ni Ti基体相连接在一起,β-Nb相分布也不均匀,这将严重影响NiTiNb合金的性能。
严顺涛[10]（2017）在《TiNi和Ti50Ni25Cu25形状记忆合金马氏体相变的第一性原理研究》文中研究表明近些年,作为形状记忆合金领域应用最广的TiNi基形状记忆合金,具有一些优良特性,比如超弹性、良好的生物相容性等,使得这种材料在医疗、智能、工程技术等领域被广泛应用。对于二元系TiNi合金来讲[1],除了一些关于TiNi合金的争论,比如B19相的结构还没有在实验上被确定下来,其各个晶相的结构在实验和理论上都已经被人们研究清楚。研究表明[2,3],TiNi合金高温B2相是立方结构（空间群Pm（?）m）,低温时B19’相是单斜结构（空间群P21/m）,中间亚稳相B19相是正交结构（空间群Pmcm）。二元TiNi合金的相变温度、晶体结构、相变过程都会受到添加的第三种合金化元素影响[4]。实验表明,随着Cu添加量的增加,B19相会慢慢的出现,TiNi合金的马氏体相变过程发生从B2-B19’改变为B2-B19-B19’的相变过程;最终当Cu的含量超过25%之后,B19’相不再出现,也就是从B2相直接相变到B19相。然而,对于Cu掺杂到TiNi合金之后,相变过程发生变化的原因以及中间的相变路径和相变机理等,一直以来没有这方面的相关报道。本文基于第一性原理,对TiNi和Ti50Ni25Cu25合金各个相的结构及其稳定性以及他们的相变过程进行了详细计算和分析。通过声子谱的计算,我们发现对于TiNi合金,B2相到B19相相变过程中,高对称点M点（0.5,0.5,0）的虚频引起了结构不稳定性,在温度降低过程后,体系发生相变。通过声子谱虚频对应的本征矢,我们找到了最大虚频处所对应原子的振动方向。B19和B19’的声子谱计算结果表明,它们在整个布里渊区内,都没有虚频,这说明了它们至少在局域上是稳定的。对于TiNi合金,通过对比各个相结构,计算声子谱等方式,我们计算了 B2-B19,B19-B19’的相变路径能量变化,最后发现B2相和B19相之间没有能量势垒,而B19和B19’相之间需要跨过一个1.6 meV的相变势垒;对于Ti50Ni25Cu25,通过结构对比和前人结论,我们用类似研究TiNi合金相变路径的方法来研究Ti50Ni25Cu25。我们发现对于Ti50Ni25Cu25,B19相的能量最低,从B19相要相相变到B19’,至少需要克服10.3 meV的相变势垒,而一般B19相很难获得这么大的能量以相变到B19’晶相。
二、铁基形状记忆合金相变规律的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铁基形状记忆合金相变规律的研究（论文提纲范文）
（1）形状记忆合金螺栓的有限元建模与力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 形状记忆合金的概述 |
| 1.3 国内外的研究现状与发展 |
| 1.3.1 SMA螺栓紧固连接方面 |
| 1.3.2 超弹性镍钛SMA的实验及理论建模 |
| 1.3.3 螺栓紧固件的相关研究 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 Ni-Ti形状记忆合金的相变行为 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Ni-Ti形状记忆合金 |
| 2.2.1 超弹性效应(SE) |
| 2.2.2 形状记忆效应(SME) |
| 2.2.3 镍钛SMA的SE与SME的关系 |
| 2.2.4 高阻尼性和电阻特性 |
| 2.3 形状记忆合金的本构模型 |
| 2.3.1 宏观唯象本构 |
| 2.3.2 细观力学模型 |
| 2.4 镍钛SMA相变的微观机理 |
| 2.4.1 Ni-Ti形状记忆合金的相 |
| 2.4.2 马氏体相变 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超弹性SMA螺栓力学性能的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.2.1 材料的选择和加工 |
| 3.2.2 循环加载实验装置设计 |
| 3.2.3 宏观机械响应测试 |
| 3.3 微观检测 |
| 3.3.1 DSC测量马氏体相变点 |
| 3.3.2 SEM检测 |
| 3.3.3 XRD衍射仪分析 |
| 3.4 实验结果与分析讨论 |
| 3.4.1 DSC测试 |
| 3.4.2 宏观机械响应 |
| 3.4.3 微观演变 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 梁单元的非线性有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 线弹性梁单元刚度矩阵 |
| 4.2.1 局部坐标系下的刚度矩阵 |
| 4.2.2 坐标系转换 |
| 4.3 几何非线性问题的求解 |
| 4.3.1 几何非线性的一般解法 |
| 4.3.2 梁单元的切线刚度矩阵 |
| 4.4 平衡方程的解法 |
| 4.4.1 牛顿-拉夫逊方法 |
| 4.4.2 线性方程的求解 |
| 4.4.3 计算流程 |
| 4.4.4 算例验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超弹性SMA螺栓紧固件的建模及数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超弹性镍钛SMA本构模型 |
| 5.2.1 超弹性镍钛SMA的本构和内变量 |
| 5.2.2 增量形式的本构方程 |
| 5.2.3 超弹性SMA梁单元 |
| 5.2.4 超弹性镍钛SMA的参数 |
| 5.3 超弹性SMA螺栓紧固件的有限元建模 |
| 5.3.1 超弹性SMA螺栓紧固件模型 |
| 5.3.2 螺栓外载力的施加过程 |
| 5.4 结果的分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆合金的国内外相关研究 |
| 1.2.2 增材制造的国内外相关研究 |
| 1.2.3 形状记忆合金增材制造研究 |
| 1.3 本文研究目的、内容及技术方案 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究技术方案 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 Fe基记忆合金电弧增材制造过程温度场的数值分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元模型建立 |
| 2.2.1 物理模型与网路划分 |
| 2.2.2 材料热物性参数 |
| 2.2.3 热源模型 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.2.5 仿真结果验证 |
| 2.3 工艺参数对温度场的影响 |
| 2.3.1 电流对温度场的影响 |
| 2.3.2 扫描速度对温度场的影响 |
| 2.3.3 层间冷却时间对温度场的影响 |
| 2.4 单道三层熔融沉积层计算结果分析 |
| 2.4.1 温度场分布 |
| 2.4.2 熔融沉积层取样节点温度-时间历程分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Fe基记忆合金粉芯丝材制备及其增材制造工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe基记忆合金粉芯丝材的制备 |
| 3.2.1 粉芯丝材制备工艺、材料及设备 |
| 3.2.2 粉芯丝材原料配比的计算 |
| 3.2.3 填充粉体制备工艺及过程 |
| 3.2.4 拉丝前钢管软化处理 |
| 3.2.5 粉芯丝材拉丝工艺 |
| 3.3 Fe基记忆合金增材制造工艺参数优化 |
| 3.4 优化试验结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金微观组织研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 实验预处理 |
| 4.1.2 实验微观结构表征手段 |
| 4.2 常规粉芯丝材增材制造合金的组织 |
| 4.2.1 铸态组织形貌分析 |
| 4.2.2 均匀化组织形貌分析 |
| 4.2.3 固溶组织形貌分析 |
| 4.3 不同比例纳米硅掺杂的增材制造合金铸态组织 |
| 4.4 不同比例纳米硅掺杂的增材制造合金均匀化组织 |
| 4.5 不同比例纳米硅掺杂增材制造合金固溶组织 |
| 4.6 纳米掺杂对增材制造Fe基记忆合金组织的影响机制 |
| 4.6.1 纳米硅掺杂对合金母相强度的影响 |
| 4.6.2 纳米硅掺杂对合金元素烧损的影响 |
| 4.6.3 纳米硅掺杂对合金成形性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金记忆性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 常规粉芯丝材增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.2.1 形状记忆测量 |
| 5.2.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.3 10 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.3.1 形状记忆测量 |
| 5.3.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.4 30 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.4.1 形状记忆测量 |
| 5.4.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.5 50 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.5.1 形状记忆测量 |
| 5.5.2 形变及形变回复下组织形貌分析 |
| 5.6 纳米硅掺杂对增材制造形状记忆性能损失的抑制机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的的特色与创新之处 |
| 6.3 后继研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（3）激光选区熔化成形Cu-Al-Ni-Ti形状记忆合金基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光选区熔化技术 |
| 1.2.1 SLM工艺原理 |
| 1.2.2 SLM技术特点 |
| 1.3 SLM成形形状记忆合金的研究现状 |
| 1.4 课题的来源 |
| 1.5 研究目的、意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金的工艺及组织研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验条件 |
| 2.2.1 粉末成分设计 |
| 2.2.2 原材料粉末 |
| 2.2.3 成形装备与方法 |
| 2.2.4 表征方法及设备 |
| 2.3 SLM成形工艺优化 |
| 2.3.1 单道扫描试验 |
| 2.3.2 块体成形试验 |
| 2.4 相组成与微观组织 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 组织分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金力学性能及记忆性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验条件 |
| 3.2.1 成形材料 |
| 3.2.2 试验设备与方法 |
| 3.2.3 表征方法及设备 |
| 3.3 常温力学性能 |
| 3.3.1 硬度 |
| 3.3.2 常温拉伸性能 |
| 3.4 高温及记忆性能 |
| 3.4.1 热特性分析 |
| 3.4.2 高温拉伸性能 |
| 3.4.3 记忆性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SLM成形Cu-Al-Ni-Ti合金多孔结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验条件 |
| 4.2.1 原材料粉末 |
| 4.2.2 多孔模型 |
| 4.2.3 成形装备与工艺 |
| 4.2.4 表征方法及设备 |
| 4.3 多孔结构宏观及微观特征 |
| 4.3.1 成形试样宏观分析 |
| 4.3.2 微观结构分析 |
| 4.4 多孔结构压缩性能及模拟 |
| 4.4.1 压缩性能 |
| 4.4.2 压缩性能模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士期间撰写的学术论文及专利 |
（4）NiTi系合金丝材的形状记忆行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 形状记忆合金 |
| 1.1.1 形状记忆合金的发展 |
| 1.1.2 形状记忆效应 |
| 1.1.3 超弹性 |
| 1.2 马氏体相变 |
| 1.2.1 热弹性马氏体相变 |
| 1.2.2 应力诱发马氏体相变 |
| 1.3 记忆合金的分类 |
| 1.4 NiTi基形状记忆合金 |
| 1.4.1 NiTi记忆合金的晶体结构 |
| 1.4.2 NiTi记忆合金的性能 |
| 1.4.3 NiTi记忆合金的应用 |
| 1.5 本研究的目的及主要内容 |
| 第2章 材料和样品的制备以及实验方法 |
| 2.1 研究方法 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验样品 |
| 2.3.1 拉伸样品制备 |
| 2.3.2 金相样品制备 |
| 2.3.3 DSC(Differential Scanning Calorimeter)样品制备 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 拉伸实验 |
| 2.4.2 NiTi记忆合金微观组织观察 |
| 2.4.3 DSC实验 |
| 第3章 NiTi形状记忆合金的相变及组织研究 |
| 3.1 NiTi形状记忆合金的相图 |
| 3.1.1 组织成分对NiTi形状记忆合金相变温度的影响 |
| 3.1.2 热处理对NiTi记忆合金相变点的影响 |
| 3.2 NiTi形状记忆合金的显微组织 |
| 3.2.1 富Ni的Ni_(50.8)Ti_(49.2)合金在不同热处理制度下的微观组织 |
| 3.2.2 富Ti的Ni_(50)Ti_(50)合金在不同热处理制度下的微观组织 |
| 3.2.3 Ni_(50)Ti_(50)合金的相结构 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 NiTi形状记忆合金丝材的拉伸性能及形状恢复行为 |
| 4.1 NiTi形状记忆合金丝材的拉伸性能研究 |
| 4.1.1 成分对NiTi形状记忆合金丝材拉伸性能的影响 |
| 4.1.2 热处理制度对NiTi形状记忆合金丝材的拉伸性能的影响 |
| 4.2 NiTi形状记忆合金丝材的记忆行为研究 |
| 4.2.1 不同拉伸形变量下Ni_(50)Ti_(50)形状记忆合金丝材的应力恢复实验 |
| 4.2.2 Ni_(50)Ti_(50)形状记忆合金丝材在约束循环相变中恢复应力的稳定性 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 低刚度NiTi合金弹簧的设计 |
| 5.1 记忆合金弹簧的设计 |
| 5.2 低刚度NiTi合金弹簧的试制 |
| 5.2.1 弹簧丝材的制备 |
| 5.2.2 低刚度NiTi合金弹簧的制备 |
| 5.2.3 NiTi合金弹簧刚度测试 |
| 5.2.4 NiTi合金丝材切变模量的确定 |
| 5.3 NiTi合金丝材在3.5%NaCl溶液的开路电位 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（5）多元NiMnGa基合金的显微组织和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金 |
| 1.2.1 形状记忆合金发展进程 |
| 1.2.2 马氏体相变与形状记忆效应 |
| 1.2.3 NiTiHf高温形状记忆合金 |
| 1.3 铁磁性形状记忆合金 |
| 1.4 NiMnGa磁性形状记忆合金 |
| 1.4.1 NiMnGa磁性形状记忆合金的微观结构 |
| 1.4.2 NiMnGa磁性形状记忆合金的马氏体相变 |
| 1.4.3 NiMnGa-X磁性形状记忆合金 |
| 1.5 本文研究目的及主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和实验方法 |
| 2.1 实验材料制备 |
| 2.2 合金的显微结构分析 |
| 2.2.1 显微组织观察 |
| 2.2.2 物相分析 |
| 2.3 马氏体相变测试 |
| 2.3.1 DSC测试 |
| 2.3.2 交流磁化率测试 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 NiMnGaHf合金的显微组织和性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiMnGaHf显微组织和马氏体相变 |
| 3.2.1 铸态NiMnGaHf合金的显微组织 |
| 3.2.2 铸态NiMnGaHf合金的马氏体相变 |
| 3.3 固溶态NiMnGaHf合金的显微组织和马氏体相变 |
| 3.3.1 固溶态NiMnGaHf合金的显微组织 |
| 3.3.2 固溶态NiMnGaHf合金的马氏体相变 |
| 3.3.3 固溶态NiMnGaHf合金的力学性能和断裂机制 |
| 3.4 不同温度时效态NiMnGaHf显微组织和马氏体相变 |
| 3.4.1 400℃时效态NiMnGaHf显微组织和马氏体相变 |
| 3.4.2 600℃时效态NiMnGaHf显微组织和马氏体相变 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 NiMnGaHfNb和NiMnGaY合金的显微组织与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiMnGaHfNb合金的组织结构和性能研究 |
| 4.2.1 NiMnGaHfNb合金的显微组织 |
| 4.2.2 NiMnGaHfNb合金的马氏体相变 |
| 4.2.3 NiMnGaHfNb合金的力学性能 |
| 4.3 NiMnGaHfY合金的组织结构和性能研究 |
| 4.3.1 NiMnGaHfY合金的显微组织 |
| 4.3.2 NiMnGaHfY合金的相变性能 |
| 4.3.3 NiMnGaHfY合金的力学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多元NiMnGa基合金颗粒的组织结构与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NiMnGaHf颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.2.1 NiMnGaHf1颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.2.2 NiMnGaHf3颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.2.3 NiMnGaHf6颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.2.4 NiMnGaHf9颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.3 NiMnGaHfY颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.4 NiMnGaHfNb颗粒的组织结构和相变性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）纳米晶铁基材料α/γ相变与晶粒长大的共生研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 纳米晶材料简述 |
| 1.1.1 纳米晶材料简介 |
| 1.1.2 纳米晶材料制备 |
| 1.2 纳米晶材料热稳定性 |
| 1.2.1 纳米晶材料稳定化方法 |
| 1.2.2 纳米晶材料晶粒长大热力学 |
| 1.2.3 纳米晶材料晶粒长大动力学 |
| 1.3 纳米晶材料相变 |
| 1.3.1 纳米晶材料相变特征 |
| 1.3.2 纳米晶材料相变热力学 |
| 1.4 粗晶钢铁材料逆奥氏体相变 |
| 1.4.1 逆奥氏体相变影响因素 |
| 1.4.2 固态相变动力学模型 |
| 1.5 本领域存在问题 |
| 1.6 研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第2章 实验与研究方法 |
| 2.1 实验材料与样品制备 |
| 2.1.1 合金设计与选择 |
| 2.1.2 纳米晶材料制备 |
| 2.1.3 粗晶材料制备 |
| 2.1.4 微纳尺度样品制备 |
| 2.2 微观组织表征 |
| 2.2.1 X-射线衍射仪 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.2.3 旋进电子衍射 |
| 2.2.4 原子探针 |
| 2.2.5 光学显微镜与扫描电子显微镜 |
| 2.3 相变研究方法 |
| 2.3.1 差示扫描量热分析 |
| 2.3.2 原位X-射线衍射 |
| 2.3.3 原位透射电子显微镜 |
| 2.3.4 分子动力学模拟 |
| 第3章 纳米晶铁基合金α/γ相变与晶粒长大的共生 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 球磨态合金的微观组织表征 |
| 3.3 相变前微观组织演化 |
| 3.4 相变微观组织演化 |
| 3.4.1 原位XRD |
| 3.4.2 原位HRTEM |
| 3.5 晶界与相界的交互作用 |
| 3.5.1 原位和非原位HRTEM结果分析 |
| 3.5.2 分子动力学模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 纳米晶材料共生现象分析与双相双峰组织 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属粗晶材料中相变与再结晶的共生 |
| 4.2.1 α/γ相变与再结晶的共生 |
| 4.2.2 第二相析出与再结晶的共生 |
| 4.3 纳米晶材料常见的共生现象 |
| 4.3.1 α/γ相变与晶粒长大的共生 |
| 4.3.2 马氏体逆相变与晶粒长大的共生 |
| 4.3.3 第二相析出与晶粒长大的共生 |
| 4.3.4 晶界相变与晶粒长大的共生 |
| 4.4 共生机理 |
| 4.5 共生组织 |
| 4.6 双相双峰组织 |
| 4.6.1 双相双峰组织表征 |
| 4.6.2 双相双峰组织潜在应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 晶界约束的纳米晶铁基材料α/γ相变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 组织结构表征 |
| 5.3 α/γ相变实验表征 |
| 5.3.1 DSC和原位XRD |
| 5.3.2 原位TEM |
| 5.3.3 高温奥氏体热稳定性 |
| 5.3.4 APT表征微观组织成分 |
| 5.4 晶界约束机制 |
| 5.4.1 晶界本征阻碍效应 |
| 5.4.2 晶界双重作用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 纳米晶铁基材料α/γ相变动力学模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论基础 |
| 6.3 扩散控制型α/γ相变动力学 |
| 6.3.1 体系描述 |
| 6.3.2 奥氏体生长动力学 |
| 6.3.3 奥氏体全转变动力学 |
| 6.3.4 铁素体晶粒长大动力学 |
| 6.4 界面控制型α/γ相变动力学 |
| 6.4.1 体系描述 |
| 6.4.2 奥氏体全转变动力学 |
| 6.4.3 铁素体晶粒长大动力学 |
| 6.5 模型应用 |
| 6.5.1 纳米晶Fe91Ni8Zr1 合金连续加热α/γ相变 |
| 6.5.2 纳米晶Fe98Ti2 合金等温α/γ相变 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及奖励 |
| 致谢 |
（7）形状记忆合金鼓包力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金发展 |
| 1.3 NiTi合金基本特性 |
| 1.3.1 NiTi合金微观相变过程 |
| 1.3.2 形状记忆效应 |
| 1.3.3 超弹性效应 |
| 1.3.4 其他特性 |
| 1.4 形状记忆合金应用现状 |
| 1.4.1 形状记忆合金在航空航天领域中的应用 |
| 1.4.2 形状记忆合金在生物医疗上应用 |
| 1.4.3 形状记忆合金在机器人领域中应用 |
| 1.4.4 基于形状记忆合金的振动控制 |
| 1.4.5 其他应用 |
| 1.5 鼓包式结构在航空航天领域中的应用 |
| 1.5.1 无附面层隔道超声速进气道 |
| 1.5.2 激波控制鼓包 |
| 1.6 论文的研究内容及内容安排 |
| 第二章 形状记忆合金二维条带模型建模及有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 形状记忆合金二维条带热力学模型 |
| 2.2.1 热激励响应 |
| 2.2.2 形状记忆合金本构关系建模 |
| 2.2.3 马氏体相变演化 |
| 2.2.4 切向刚度张量以及应力迭代 |
| 2.3 形状记忆合金热力学响应有限单元法基本理论 |
| 2.3.1 形状记忆合金热力学响应虚功原理表述 |
| 2.3.2 三维八节点形状记忆合金耦合单元 |
| 2.3.3 基于哑单元结果后处理方法 |
| 2.4 形状记忆合金条带双向记忆效应测试 |
| 2.4.1 实验装置 |
| 2.4.2 测试结果 |
| 2.5 结果验证 |
| 2.5.1 最大可回复相变应变 |
| 2.5.2 仿真结果与对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三维形状记忆合金本构模型理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 形状记忆合金三维本构模型 |
| 3.3 形状记忆合金材料子程序 |
| 3.3.1 形状记忆合金本构增量形式 |
| 3.3.2 形状记忆合金材料子程序计算流程 |
| 3.3.3 形状记忆合金子程序变量说明 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 固定边界条件下三维形状记忆合金鼓包制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 形状记忆合金材料热力学参数测试 |
| 4.2.1 相变温度测试 |
| 4.2.2 静态力学拉伸测试 |
| 4.3 形状记忆合金训练方法 |
| 4.4 形状记忆合金鼓包训练装置系统 |
| 4.4.1 训练加载约束装置 |
| 4.4.2 温度控制系统 |
| 4.4.3 系统集成及温度控制效果测试 |
| 4.5 形状记忆合金鼓包的训练 |
| 4.5.1 形状记忆合金鼓包制备 |
| 4.5.2 形状记忆合金鼓包训练 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三维形状记忆合金鼓包热力学响应行为分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 形状记忆合金鼓包有限元仿真 |
| 5.2.1 最大可恢复应变 |
| 5.2.2 形状记忆合金鼓包仿真模型 |
| 5.2.3 形状记忆合金鼓包仿真结果 |
| 5.3 形状记忆合金鼓包性能测试 |
| 5.3.1 无外载条件下形状记忆合金鼓包性能测试 |
| 5.3.2 外载荷加载条件下形状记忆合金鼓包双向记忆效应测试 |
| 5.4 非均匀温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应 |
| 5.4.1 低速流场下形状记忆合金鼓包表面温度场分布 |
| 5.4.2 鼓包表面非均匀温度场拟合 |
| 5.4.3 仿真模型及边界条件设置 |
| 5.4.4 非均匀温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于形状记忆合金的激波控制鼓包 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 鼓包激波控制原理 |
| 6.3 基于形状记忆合金的自适应激波控制鼓包设计 |
| 6.3.1 基于形状记忆合金三维自适应激波控制鼓包模型设计 |
| 6.3.2 基于形状记忆合金的激波控制鼓包有限元模型 |
| 6.4 基于形状记忆合金的激波控制鼓包对流场的控制效果 |
| 6.4.1 计算网格模型及方法验证 |
| 6.4.2 气动特性计算结果与分析 |
| 6.5 激波控制鼓包驱动温度优化 |
| 6.5.1 形状记忆合金鼓包最优驱动温度计算过程 |
| 6.5.2 结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）NiTiNb形状记忆合金应力松弛规律及表征技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 形状记忆合金概述 |
| 1.1.1 形状记忆合金特性 |
| 1.1.2 形状记忆合金发展历程 |
| 1.1.3 形状记忆合金分类 |
| 1.1.4 形状记忆合金的应用 |
| 1.2 NiTi基形状记忆合金 |
| 1.2.1 NiTi基形状记忆合金的特性 |
| 1.2.2 NiTi基形状记忆合金中的相变 |
| 1.3 NiTiNb形状记忆合金 |
| 1.3.1 NiTiNb形状记忆合金的宽滞后及其管接头应用 |
| 1.3.2 NiTiNb三元合金体系的研究现状与分析 |
| 1.3.3 Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金的研究进展 |
| 1.4 合金的应力松弛行为 |
| 1.4.1 应力松弛现象 |
| 1.4.2 合金的应力松弛研究现状 |
| 1.4.3 形状记忆合金的应力松弛研究现状 |
| 1.4.4 应力松弛表征新方法研究现状 |
| 1.5 选题意义及研究思路与内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究思路 |
| 1.5.3 主要研究内容 |
| 第二章 NiTiNb形状记忆合金回复过程原位中子衍射研究 |
| 2.1 试验材料及方法 |
| 2.2 试验结果 |
| 2.2.1 自由状态下物相转变过程原位研究 |
| 2.2.2 约束回复状态下物相转变过程及回复应力变化原位研究 |
| 2.2.3 回复过程对样品择优取向的影响研究 |
| 2.3 分析讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于纳米压痕法的应力松弛研究 |
| 3.1 试验材料及方法 |
| 3.2 Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金应力松弛影响因素研究 |
| 3.2.1 退火态样品的应力松弛、蠕变规律 |
| 3.2.2 加载速率对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金应力松弛规律的影响 |
| 3.2.3 加载载荷对应力松弛行为的影响研究 |
| 3.2.4 分析讨论 |
| 3.3 与同类材料的应力松弛风险对比 |
| 3.4 约束条件下回复温度对应力松弛规律的影响 |
| 3.4.1 约束状态下的应力负松弛现象 |
| 3.4.2 回复温度对应力松弛规律的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于X射线衍射的应力松弛研究 |
| 4.1 试验材料及方法 |
| 4.2 约束状态下表面应力分布及与抱紧应力关系研究 |
| 4.2.1 约束状态下应力分布有限元仿真 |
| 4.2.2 约束状态下表面应力与抱紧应力关系研究 |
| 4.3 回复温度对表面应力的影响 |
| 4.4 约束状态下表面应力随时间的变化规律研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 创新点与技术进步点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利 |
| 附录Ⅱ 攻读硕士学位期间参与的学术活动 |
（9）基于管接头制备的镍钛铌合金热变形行为及其粉末冶金工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 形状记忆合金概述 |
| 1.2.1 形状记忆合金工作原理 |
| 1.2.2 形状记忆合金的加工方法 |
| 1.2.3 形状记忆合金的分类 |
| 1.2.4 形状记忆合金的应用 |
| 1.2.5 形状记忆合金管接头及其发展趋势 |
| 1.2.6 NiTiNb合金管接头研究现状 |
| 1.3 粉末冶金技术 |
| 1.3.1 粉末冶金原理 |
| 1.3.2 粉末冶金技术在形状记忆合金中的应用 |
| 1.3.3 热等静压工作原理及应用 |
| 1.4 本课题的目的和主要研究内容 |
| 1.4.1 本课题的目的 |
| 1.4.2 本课题的主要研究内容 |
| 1.5 课题意义 |
| 第二章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 锻态NiTiNb高温压缩试验 |
| 2.3.2 热等静压工艺 |
| 2.4 实验分析方法 |
| 2.4.1 金相显微分析 |
| 2.4.2 XRD分析 |
| 2.4.3 SEM和EDS分析 |
| 2.4.4 硬度测试 |
| 第三章 锻态NiTiNb形状记忆合金热变形行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 锻态NiTiNb形状记忆合金流动应力-应变曲线 |
| 3.2.1 变形温度对流动应力的影响 |
| 3.2.2 应变速率对流动应力的影响 |
| 3.3 热变形激活能的计算及本构方程的建立 |
| 3.4 热压缩对锻态NiTiNb形状记忆合金微观组织的影响 |
| 3.4.1 金相分析 |
| 3.4.2 温度对微观组织的影响 |
| 3.4.3 应变速率对微观组织的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 NiTiNb合金热等静压工艺分析及优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 球磨制粉工艺探讨 |
| 4.2.1 XRD结果讨论 |
| 4.2.2 SEM结果讨论 |
| 4.3 包套制作工艺 |
| 4.3.1 包套材质及尺寸确定 |
| 4.3.2 包套的焊接、清洗与检漏 |
| 4.3.3 包套的装粉震实与封装 |
| 4.4 热等静压试验 |
| 4.5 热等静压态合金的结果与分析 |
| 4.5.1 金相分析 |
| 4.5.2 SEM分析 |
| 4.5.3 XRD分析 |
| 4.5.4 硬度分析 |
| 4.6 分析与讨论 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）TiNi和Ti50Ni25Cu25形状记忆合金马氏体相变的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金简介 |
| 1.2.1 形状记忆合金的发展史 |
| 1.2.2 形状记忆效应 |
| 1.3 TiNi和Ti_1Ni_(1-x)C_x形状记忆合金的介绍及研究进展 |
| 1.3.1 TiNi形状记忆合金介绍及研究进展 |
| 1.3.2 Ti_1Ni_(1-x)Cu_x形状记忆合金合金介绍及研究进展 |
| 1.4 本文的研究意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 计算理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理介绍 |
| 2.2.1 波恩-奥本海默近似 |
| 2.2.2 单电子近似 |
| 2.2.3 非相对论近似 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.3 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.4 广义梯度近似GGA |
| 2.3.5 密度泛函中有关数值计算的问题 |
| 2.3.5.1 k点的取样 |
| 2.3.5.2 Monkhorst-Pack方法 |
| 2.3.6 布里渊区积分 |
| 2.3.6.1 特殊点 |
| 2.3.6.2 四面体方法 |
| 2.4 计算软件 |
| 2.5 基本物理概念 |
| 2.5.1 优化 |
| 2.5.2 单点能计算 |
| 2.5.3 电子结构 |
| 2.5.4 稳定性和相变 |
| 2.5.4.1 声子色散谱 |
| 2.5.4.2 弹性常数 |
| 第三章 二元系TiNi合金相变机制的第一性原理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方法与细节 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 晶体结构和总能 |
| 3.3.2 态密度 |
| 3.3.3 能带结构 |
| 3.3.4 声子色散曲线和稳定性 |
| 3.3.5 弹性常数和结构稳定性 |
| 3.3.6 相变路径和能量曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 掺杂体系Ti_(50)Ni_(25)Cu_(25)合金相变机制的第一性原理研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 计算方法与细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 晶体结构和总能 |
| 4.3.2 态密度 |
| 4.3.3 能带结构 |
| 4.3.4 弹性常数和结构稳定性 |
| 4.3.5 相变路径和能量曲线 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
四、铁基形状记忆合金相变规律的研究（论文参考文献）
- [1]形状记忆合金螺栓的有限元建模与力学性能研究[D]. 李智. 西安电子科技大学, 2020
- [2]基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究[D]. 丁扬. 江苏大学, 2020(02)
- [3]激光选区熔化成形Cu-Al-Ni-Ti形状记忆合金基础研究[D]. 田健. 华中科技大学, 2019
- [4]NiTi系合金丝材的形状记忆行为研究[D]. 耿双奇. 沈阳大学, 2019(03)
- [5]多元NiMnGa基合金的显微组织和性能研究[D]. 李玉影. 哈尔滨工程大学, 2019(09)
- [6]纳米晶铁基材料α/γ相变与晶粒长大的共生研究[D]. 黄林科. 西北工业大学, 2018
- [7]形状记忆合金鼓包力学特性研究[D]. 郝林. 南京航空航天大学, 2018
- [8]NiTiNb形状记忆合金应力松弛规律及表征技术研究[D]. 孟玉堂. 中国工程物理研究院, 2018(04)
- [9]基于管接头制备的镍钛铌合金热变形行为及其粉末冶金工艺研究[D]. 赵志刚. 南昌航空大学, 2017(03)
- [10]TiNi和Ti50Ni25Cu25形状记忆合金马氏体相变的第一性原理研究[D]. 严顺涛. 西北大学, 2017(04)