文章编号：1004-0609(2013)07-1866-07

Ti-Ni-V形状记忆合金的循环形变特性

贺志荣¹，王  芳²

 (1. 陕西理工学院 材料科学与工程学院，汉中 723003；

2. 陕西理工学院 图书馆，汉中 723003)

摘 要：

用示差扫描热分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪和拉伸实验研究退火态Ti-50.8Ni-0.5V(摩尔分数，%)形状记忆合金的相变行为、显微组织和循环形变特性。结果表明：400、500和600 ℃退火态合金的相变类型分别为A→R/R→A、A→R→M/M→R→A和A→M/M→A(A—母相B2，R—R相，M—马氏体)，合金的室温组成相为B2和R相。400、500和600 ℃退火态合金的显微组织形态分别呈纤维状、纤维状和等轴状。Ti-50.8Ni-0.5V合金在室温下呈超弹性特性，600 ℃退火态合金的应力诱发M临界应力(σ_M)高于400和500 ℃退火态合金的。400 ℃退火态合金的应力—应变的循环特性稳定，超弹性特性优异，经一次循环后合金即可呈现完全非线性超弹性；500和600 ℃退火态合金的应力—应变的循环稳定性较差。随循环次数增加，合金的σ_M降低，循环耗能减小。随循环应变量增大，合金的循环耗能增加，而循环稳定性有所降低。

关键词：

Ti-Ni-V合金；形状记忆合金；循环形变；超弹性；

中图法分类号：TG113.25           　   　     文献标志码：A

Cyclic deformation characteristics of Ti-Ni-V shape memory alloy

HE Zhi-rong¹, WANG Fang²

(1. School of Materials Science and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China;

2. Library, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)

Abstract: The transformation behavior, microstructure and cyclic deformation characteristics of annealing Ti-50.8Ni-0.5V (mole fraction, %) alloy were investigated by differential scanning calorimetry, optical microscopy, XRD and tensile test. The results show that the transformation types of the 400, 500 and 600 ℃ annealed alloys are A→R/R→A, A→R→M/M→R→A and A→M/M→A (A—parent phase, R—rhombohedral phase, M—martensite phase) upon cooling/heating, respectively. The constituent phases of the alloy at room temperature are B2 and R phases. The microstructure morphology of the 400, 500 and 600 ℃ annealed alloys are fibrous, fibrous and equiaxed, respectively. Ti-50.8Ni-0.5V alloy shows superelasticity at room temperature. The critical stress for inducing martensitic transformation (σ_M) of the 600 ℃ annealed alloy is higher than those of the 400 and 500 ℃ annealed alloys. The stress—strain cycling characteristics of the 400 ℃ annealed alloy is stable, the superelasticity is excellent, and the alloy shows completely nonlinear superelasticity after one stress—strain cycle. The stress—strain cycling stability of the 500 and 600 ℃ annealed alloys are poor. With increasing cyclic number, the σ_M and the cyclic energy dissipation of the alloy decrease. With increasing cyclic strain, the cyclic energy dissipation increases, while the cyclic stability decreases in the alloy.

Key words: Ti-Ni-V alloy; shape memory alloy; cyclic deformation; superelasticity

Ti-Ni形状记忆合金(SMA)作为一种集传感与驱动于一体的功能材料，具有良好的形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)特性^[1-3]，广泛应用于机械、电子，航空航天、能源、交通及医疗等领域^[4-6]。Ti-Ni SMA的SME和SE特性受合金成分、热处理工艺以及试验温度等因素的影响^[7-8]。Ti-Ni合金在室温下是呈现SME还是SE主要取决于合金的相变温度，当使用温度低于合金的马氏体相变开始温度M_s时，合金表现为SME特性；当使用温度高于合金的马氏体逆相变结束温度A_f时，合金表现为SE特性；当使用温度处于M_s和A_f之间时，合金表现为部分SME和部分SE特性。通过热处理可以改变合金的室温相组成、组织形貌及亚结构等，进而改变合金的相变温度和力学特性；在Ti-Ni合金中加入Co、Cr、V、Nb等第3组元，也可显著改变合金的相变温度、力学性能和恢复特性^[8-12]。因此，可以通过适当的热处理和添加合金元素来改善合金的SME和SE特性，从而扩展SMA的应用场合，满足不同的实际应用需要。研究表明^[8]，在Ti-Ni二元SMA中加入V可降低相变温度，据此制作了Ti-50.8Ni-0.5V(摩尔分数，%)低温超弹性型SMA。低温超弹性型SMA在极地考察、空间探测及北方地区等低温环境中具有广泛用途。在文献[13-14]中，本文作者对该合金的相变行为和形状记忆特性进行了系统研究，给出了热处理工艺、实验温度、应变量等对该合金相变、形状记忆和超弹行为的影响规律。为了考察SMA超弹性的稳定性，需研究其应力—应变循环形变特性，目前对Ti-50.8Ni-0.5V 合金的循环形变行为尚缺乏研究。本文作者旨在系统研究退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的循环形变特性，为开发性能稳定的Ti-Ni-V低温超弹性SMA提供理论依据。

1  实验

实验材料是直径为0.8 mm的Ti-50.8Ni-0.5V(摩尔分数，%)合金丝材，其加工过程是，以纯度分别为99.7%，99.9%和99.9%的海绵Ti，电解Ni和V粉为原料，采用真空中频感应炉+石墨坩埚熔炼，合金铸块经压锻、旋锻、拉拔等多道工序制成丝材，拉拔时每道次变形量为20%，合金的供货状态为冷拉拔态，变形量为20%。退火处理工艺为：350~800 ℃保温30min，空冷。用Shimadzu DSC-50型示差扫描量热仪(DSC)分析不同热处理态合金的相变特性，冷却/加热温度范围为-150~100 ℃，冷却/加热速率为10 ℃/min。用XJL-300型金相显微镜分析不同热处理态Ti-50.8Ni-0.5V合金的显微组织，腐蚀剂为V(HF):V(HNO₃):V(H₂O)=1:4:5的溶液。用DX-2500型X射线衍射仪(XRD)分析不同热处理态合金的室温相组成，扫描速率为0.1 (°)/s，靶材为Cu K_α。用带有高低温测试系统的CMT5105型微机控制电子万能试验机测定合金在室温下的应力—应变循环特性，标距为50 mm，加载/卸载速率为2 mm/min。

2  结果与分析

2.1  合金的相变行为

样品经350~800 ℃保温30min退火后，退火温度(t_an)对拉拔态Ti-50.8Ni-0.5V合金的相变行为(见图1(a))和相变温度(见图1(b))有显著影响。在图1(a)中，冷却曲线上的R和M分别代表R相(菱方结构)和马氏体M(单斜结构)的相变峰，加热曲线上的R_r和M_r分别代表R和M相变的逆相变峰。由图1(a)可以看出，冷却/加热过程中，350~400 ℃退火态合金的相变类型为A→R/R→A(A—母相B2，CsCl型结构)型一阶段可逆相变，M相变峰在测试温度范围内未检测出；450~500 ℃退火态合金的相变类型为A→R→M/M→R→A型两阶段可逆相变；550 ℃以上温度退火态合金加热时仅发生M→A一阶段相变^[15]，R相变不再出现。随t_an升高，R相变峰先移向高温后移向低温，M相变峰先移向高温后移向低温最后趋于稳定。当t_an超过600 ℃后，合金的R和M相变峰部分重合，形成一个较大的相变峰，M及其逆相变峰的特征趋于稳定，不再发生明显变化。

t_an对Ti-50.8Ni-0.5V合金R和M相变温度的影响如图1(b)所示。由图1(b)可以看出，随t_an升高，合金的R相变温度(t_R)先升高后降低，400 ℃退火态合金的t_R达到最高值28.1 ℃。合金的M相变温度(t_M)先升高后趋于定值(约-67 ℃)，600 ℃退火态合金的t_M达到最大值-55.8 ℃。

由上述结果可知，400、500和600 ℃退火态合金具有典型的代表性，下面将以这3种状态合金为对象，研究合金的显微组织和循环形变行为。

2.2  合金的显微组织和相组成

图2所示为400、500和600 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金室温下的显微组织和XRD谱。由图2可知，400和500 ℃退火态合金的组织形态呈纤维状，随t_an升高，纤维密度降低，纤维连续性变差，逐渐由纤维状晶粒向等轴晶粒过度，当t_an升至600 ℃时，合金的显微组织由细小等轴晶粒组成。由图2(d)可知，该合金在室温下的相组成主要为母相B2和R相，此外还有少量TiO₂。

图1  退火温度t_an对Ti-50.8Ni-0.5V合金相变行为和相变温度的影响

Fig. 1  Effects of annealing temperature t_an on transformation behaviors (a) and transformation temperatures (b) of Ti-50.8Ni-0.5V alloy

图2  t_an对Ti-50.8Ni-0.5V合金显微组织和相组成的影响

Fig. 2  Effects of t_an on microstructure and phase composition of Ti-50.8Ni-0.5V alloy

2.3  退火温度和应力—应变循环对合金循环形变特性的影响

在室温(20 ℃)下，按照6%的应变量对400、500和600 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金进行了应力—应变循环测试，所得结果如图3所示。图3(a)所示为连续加载/卸载的应力—应变循环结果，循环次数为20次；图3(b)~(d)所示为非连续加载/卸载应力—应变循环结果，循环次数为40次。二者所得结果类似，均表明Ti-50.8Ni-0.5V合金在室温下呈SE特性，t_an和应力—应变循环对合金的SE有显著影响。

图3  t_an和循环次数N对Ti-50.8Ni-0.5V合金应力—应变循环特性的影响

Fig. 3  Effects of t_an and cycle number N on cyclic deformation characteristics of Ti-50.8Ni-0.5V alloy

1) 400 ℃退火态合金的循环稳定性较好，只需经过一次循环即可呈现完全非线性SE，随循环次数N增加，应力—应变回滞曲线形态比较稳定，应力诱发M临界应力和合金的循环耗能(即应力—应变回滞曲线所包围的面积)略有降低但变化不大，合金的累积残余应变较小(约0.82%)，SE稳定性良好。

2) 500 ℃退火态合金的循环稳定性较差，随N增加，合金的应力—应变回滞曲线形态变化较大，由部分非线性SE转变为近似平行四边形的完全SE；合金的应力诱发M临界应力和循环耗能均先减小后趋于稳定，其累积残余应变较大(达3.1%)；合金的应力诱发M相变平台长度有所减小，斜率有所增加。

3) 600 ℃退火态合金的应力诱发M临界应力高于400和500 ℃退火态合金。随N增加，合金的循环稳定性亦较差，应力—应变曲线形状变化显著，由部分非线性SE转变为完全线性SE，应力诱发M相变平台逐渐消失，平台斜率增大，滞后面积先快速衰减后趋于稳定。

应力—应变循环次数对Ti-50.8Ni-0.5V SMA应力诱发M临界应力(σ_M)、残余应变(ε_R)和循环耗能(W_D)的影响如图4所示。

由图4(a)可知，随循环次数增加，400、500和600 ℃退火态合金的σ_M均呈下降趋势，且σ_M⁶⁰⁰＞σ_M⁴⁰⁰＞σ_M⁵⁰⁰。其中，600 ℃退火态合金的σ_M下降最快，由第1次循环时的551 MPa下降到第40次循环时的380 MPa，下降幅度为171 MPa；500℃退火态合金的σ_M下降幅度低于600 ℃退火态合金，其数值由第1次循环时的387 MPa下降到第40次循环时的275 MPa，下降幅度为112 MPa；而400 ℃退火态合金的σ_M则变化不大，由第1次循环时的391 MPa下降到第40次循环时的342 MPa，下降幅度仅为49 MPa，说明400 ℃退火态合金的应力—应变循环稳定性好。

由图4(b)可知，随循环次数增加，400、500和600 ℃退火态合金的ε_R均先快速减小后趋于稳定，因此，SMA在使用前一般要进行一定次数的循环，以获得稳定的性能。此外，由该图还可以看出，400 ℃退火态合金的ε_R趋于稳定的速率快于其它退火态合金，即其只需要循环较少的次数就可以达到稳定，而600 ℃退火态合金的ε_R趋于稳定的速率最慢，其要达到稳定需要多次循环。

由图4(c)可知，随循环次数增加，400、500和600 ℃退火态合金的W_D均呈下降趋势。其中，400℃退火时合金的W_D下降速率较小，下降幅度较小(由第1次循环时的1136 N·mm下降到第40次循环时的971 N·mm，下降幅度仅为165 N·mm)，循环耗能较稳定；500和600 ℃退火态合金的W_D均先快速下降后趋于稳定，其中600 ℃退火态合金的W_D下降幅度高于500 ℃退火态合金(600 ℃退火态合金的W_D，由第1次循环时的1 490 N·mm下降到第40次循环时的475 N·mm，下降幅度为1 015 N·mm，而500 ℃退火态合金的W_D由第1次循环时的1 551 N·mm下降到第40次循环时的963 N·mm，下降幅度仅为588 N·mm)。

图4  循环次数N对Ti-50.8Ni-0.5V合金应力诱发M临界应力(σ_M)、残余应变(ε_R)和循环耗能(W_D)的影响

Fig. 4  Effect of cycle number N on critical stress for inducing martensitic transformation (σ_M) (a), residual strain (ε_R) (b) and cyclic energy dissipation (W_D) (c) of Ti-50.8Ni-0.5V alloy

2.4  应变量对合金循环变形特性的影响

以循环稳定性较好的400 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金为对象，研究应变量对合金循环变形特性的影响。循环应变量分别取4%、5%、6%、7%和8%，循环次数为20次，典型试验结果如图5所示。由图5可知，合金在不同应变量下拉伸时，只需经过1次循环，合金的应力—应变曲线形态即可趋于稳定。随循环应变量增大，合金的循环稳定性有所降低，循环耗能(回线面积)增加。

此外，由图5还可以看出，第1次循环拉伸与第2次以后循环拉伸曲线差距较大，且在第1次拉伸过程中，在应力小于100 MPa时，曲线存在一个拐点。第1次循环拉伸时，由于400 ℃退火态合金中形变织构较多，母相和应力诱发M相界面处的摩擦较大，故回线面积较大；应力小于100 MPa时，曲线中的拐点系应力诱发R相变应变所致。从第2次循开始，因位错等晶体缺陷状态逐渐稳定等熟路往返效应，使应力—应变循环曲线逐渐稳定，且应变量很小的应力诱发R相变应变消失。

图5  应变量对Ti-50.8Ni-0.5V合金应力—应变循环特性的影响

Fig. 5  Effect of tensile—strain on stress-strain cycling characteristics of Ti-50.8Ni-0.5V alloy (test at 20 ℃)

3  讨论

应力—应变循环次数和退火温度对Ti-50.8Ni-0.5V合金的SE特性有显著影响。

400 ℃退火态合金经过1次循环后即可呈现良好的SE，且在多次循环后合金的应力—应变曲线形态比较稳定。这是由于在该温度退火时，退火温度较低，合金的显微组织呈纤维状，合金组织中仍残留有大量因冷拉拔而引入的形变织构和各种应力，这些结构缺陷对位错起到钉扎作用，使位错不易发生滑移^[16]，在加载/卸载过程中，只需经过1次循环即可获得形态稳定的应力—应变回滞曲线和优异的SE性能。

500 ℃退火态合金在起初几次循环时的应力—应变曲线形态比较稳定，随循环次数增加，合金的σ_M逐渐降低，循环耗能逐渐减小。这是由于合金的退火温度较高，显微组织中纤维连续性变差，纤维密度降低，形变织构减少，形变应力消除，组织中结构缺陷对位错的定扎作用逐渐减弱，应力诱发M所需的临界应力降低，耗能减小。

600 ℃退火态合金的滞后面积衰减较快，随循环次数增加，应力—应变平台变得不明显且斜率逐渐增大。这是由于600 ℃退火后，合金处于再结晶状态，位错密度显著降低，在开始几次循环过程中，母相界面的可动性较高，其耗能不仅包括应力诱发M相变产生的耗能，还包括由于母相界面的运动而产生的耗能，因此其开始具有较大的耗能作用，随应力—应变循环次数增加，母相界面的可动性变差，由于母相界面运动产生的耗能逐渐消失^[17]，故随应力—应变循环次数增加其耗能逐渐减小，并逐渐趋于稳定。

应变量对Ti-50.8Ni-0.5V合金循环时的SE性能也有影响。当拉伸应变量较小(小于6%)时，合金在加载时发生应力诱发M相变后，由于应变量小于M发生塑性变形的临界应变量，卸载后应变可完全回复，表现出良好的SE。当应变量大于6%时，在加载过程中可能引入了少量不可逆塑性变形，使得卸载后应变有少量残余，且随应变量增大，累积残余应变量逐渐增大。

由马氏体相变切变理论和热力学基本原理^[1]知，在给定实验温度下，SMA的σ_M主要取决于M_s和晶粒取向，σ_M随M_s的升高而降低；母相的晶粒取向越有利，σ_M越低。当t_an低于合金的再结晶温度(约580 ℃)时，合金的显微组织始终保持纤维状，晶粒取向对σ_M的影响较小，因此，该阶段σ_M降低主要是由合金的M_s随t_an升高而升高(见图1)造成的。此后，随t_an升高，因马氏体逆相变温度降低(见图1)，室温组织中强度较高的母相B2分数增加，以及合金中的纤维状组织逐渐被等轴状组织所取代，有利于应力诱发M形核的晶粒取向逐渐减少^[18]等原因，导致σ_M升高，故600 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的σ_M高于400和500 ℃退火态合金的。

4  结论

1) 400、500和600 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的相变类型分别为A→R/R→A、A→R→M/M→R→A和A→M/M→A，合金的室温组成相为B2和R相。

2) 400和500 ℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的显微组织形态呈纤维状，600 ℃退火态合金的显微组织为等轴状。

3) 室温下，Ti-50.8Ni-0.5V合金呈超弹性特性，600 ℃退火态合金的σ_M高于400和500 ℃退火态合金的σ_M。

4) 400 ℃退火态合金的应力—应变循环特性稳定，超弹性特性良好，经一次循环后合金即可呈现完全非线性超弹性；500和600 ℃退火态合金的循环稳定性较差，随循环次数增加，合金的应力诱发M临界应力降低，循环耗能减小。

5) 随循环应变量增大，Ti-50.8Ni-0.5V合金的循环耗能增加，循环稳定性有所降低。

REFERENCES

[1] 赵连城, 蔡 伟, 郑玉峰. 合金的形状记忆效应与超弹性[M]. 北京: 国防工业出版社, 2002: 23-28, 80-90.

ZHAO Lian-cheng, CAI Wei, ZHENG Yu-feng. Shape memory effect and superelasticity in alloys[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2002: 23-28, 80-90.

[2] CHEN J H, SUN W, WANG D Z. Investigation on the fracture behavior of shape memory alloy NiTi[J]. Metall Mater Trans A, 2005, 36: 941-955.

[3] ZHOU Y M, ZHANG J, FAN G L DING X D, SUN J, REN X B, OSTSUKA K. Origin of 2-stage R-phase transformation in low-temperature aged Ni-rich Ti-Ni alloys[J]. Acta Mater, 2005, 53: 5365-5377.

[4] HORNBOGEN E, MERTINGER V, WURZEL D. Microstructure and tensile properties of two binary NiTi alloys[J]. Scripta Mater, 2001, 44: 171-178.

[5] CHEN Qing-fu, TIAN Wen-yan, ZUO Xiao-bao, NI Li-feng. Superelastic damping of TiNi alloy wire under heavy mechanical shock in structural engineering[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2004, 14(2): 278-283.

[6] DONG Y S, XIONG J L, LI A Q, LIN P H. A passive damping device with TiNi shape memory alloy rings and its properties[J]. Mater Sci Eng A, 2006, 416: 92-97.

[7] TANG W, SUNDMAN B, SANDSTROM R, QUI C. New modelling of the B2 phase and its associated martensitic transformation in the Ti–Ni system[J]. Acta Mater, 1999, 47: 3457-3468.

[8] 贺志荣, 王 芳, 王永善, 夏鹏举, 杨波. V和Cr对Ti-Ni超弹性合金相变和形变特性的影响[J]. 金属学报, 2007, 43(12): 1293-1296.

HE Zhi-rong, WANG Fang, WANG Yong-shan, XIA Peng-ju, YANG Bo. Effects of V and Cr on transformation and deformation characteristics of Ti-Ni superelastic alloy[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(12): 1293-1296.

[9] 贺志荣, 蔡继峰, 刘曼倩. 添加Co对Ti-Ni形状记忆合金组织和性能的影响[J]. 功能材料, 2010, 41(4): 623-626.

HE Zhi-rong, CAI Ji-feng, LIU Man-qian. Effect of adding Co on microstructure and properties of Ti-Ni shape memory alloy[J]. J Functional Mater, 2010, 41(4): 623-626.

[10] 颜 莹, 金 伟, 周亭俊. 热轧Ni₄₇Ti₄₄Nb₉形状记忆合金板材的织构及其对拉伸和恢复性能的影响[J]. 中国有色金属学报, 2010, 20(1): 2148-2153.

YAN Ying, JIN Wei, ZHOU Jing-jun. Texture and its influence on tensile and recoverable properties of hot-rolled Ni₄₇Ti₄₄Nb₉shape memory alloy sheet[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2010, 20(1): 2148-2153.

[11] 司乃潮, 赵培根, 司松海, 李 镭, 余松林. 预变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性及显微组织的影响[J]. 中国有色金属学报, 2009, 19(4): 695-700.

SI Nai-chao, ZHAO Pei-gen, SI Song-hai, LI Lei, YU Song-lin. Effect of pre-deformation on superelasticity and microstructure of TiNiCr shape memory alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2009, 19(4): 695-700.

[12] 贺志荣, 王 启, 邵大伟. 时效对Ti-50.8Ni-0.3Cr形状记忆合金组织和超弹性的影响[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 56-62.

HE Zhi-rong, WANG Qi, SHAO Da-wei. Effect of aging on microstructue and superelasticity in Ti-50.8Ni-0.3Cr shape memory alloy[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(1): 56-62.

[13] HE Z, LIU M. Effect of heat treatment on transformation behavior of Ti-Ni-V shape memory alloy[J]. Mater Sci Eng A, 2011, 528: 6993-6997.

[14] HE Z, LIU M. Effects of annealing and deforming temperature on microstructure and deformation characteristics of Ti-Ni-V shape memory alloy[J]. Mater Sci Eng B, 2012, 177: 986-991.

[15] 贺志荣. Ti-Ni形状记忆合金多阶段可逆相变的类型及其演化过程[J]. 金属学报, 2007, 43(4): 353-357.

HE Zhi-rong. Multi-stage reversible transformation types and their evolving processes of Ti-Ni shape memory alloys[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(4): 353-357.

[16] ADHARAPURAPU R R, VECCHIO K S. Superelasticity in a new bioimplant material: Ni-rich 55NiTi alloy[J]. Experimental Mechanics, 2007, 47: 365-371.

[17] 贺志荣, 王 启, 王 芳, 王永善, 杨 军. 退火温度对Ti-Ni-Cr低温超弹性合金组织和拉伸性能的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2011, 40(11): 1998-2001.

HE Zhi-rong, WANG Qi, WANG Fang, WANG Yong-shan, YANG Jun. Effect of annealing temperatures on microstructure and tensile properties of Ti-Ni-Cr low-temperature superelasticity alloy[J]. Rare Met Mater Eng, 2011, 40(11): 1998-2001.

[18] OTSUKA K, WAYMAN C M. Shape memory materials[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1998: 62-65.

(编辑  何学锋)

基金项目：陕西省科技计划资助项目(2011KTDZ01-03-06)；陕西省教育厅科研计划资助项目(12JK0436)

收稿日期：2012-10-08；修订日期：2013-01-10

通信作者：贺志荣，教授，博士；电话：0916-2291079；E-mail：hezhirong01@163.com

摘  要：用示差扫描热分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪和拉伸实验研究退火态Ti-50.8Ni-0.5V(摩尔分数，%)形状记忆合金的相变行为、显微组织和循环形变特性。结果表明：400、500和600 ℃退火态合金的相变类型分别为A→R/R→A、A→R→M/M→R→A和A→M/M→A(A—母相B2，R—R相，M—马氏体)，合金的室温组成相为B2和R相。400、500和600 ℃退火态合金的显微组织形态分别呈纤维状、纤维状和等轴状。Ti-50.8Ni-0.5V合金在室温下呈超弹性特性，600 ℃退火态合金的应力诱发M临界应力(σ_M)高于400和500 ℃退火态合金的。400 ℃退火态合金的应力—应变的循环特性稳定，超弹性特性优异，经一次循环后合金即可呈现完全非线性超弹性；500和600 ℃退火态合金的应力—应变的循环稳定性较差。随循环次数增加，合金的σ_M降低，循环耗能减小。随循环应变量增大，合金的循环耗能增加，而循环稳定性有所降低。