下载文档原格式
文章编号：2096 − 2983(2019)06 − 0006 − 08DOI: 10.13258/ki.nmme.2019.06.002热处理对镍钛合金表面性能的影响周剑杰， 马凤仓， 刘 平， 刘新宽（上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093）摘要：采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）、原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）及电化学工作站等仪器，研究退火温度和时间对镍钛合金表面形貌、表面粗糙度以及耐腐蚀性能的影响。
从SEM和AFM分析结果可知，在400～600 ℃退火温度内，随着退火温度升高，镍钛合金表面先产生小颗粒，最后这些小颗粒连接形成片状形貌，而表面粗糙度随着温度升高呈现增大趋势。
改变退火时间时，表面形貌的变化趋势基本和处理温度相似，表面粗糙度在退火时间15 min时最小。
用电化学工作站测试得到极化曲线，表明退火温度400 ℃和500 ℃时试样有较好的耐腐蚀性能。
短时保温易获得良好的耐腐蚀性能。
关键词：镍钛合金；退火；表面形貌；表面粗糙度；耐腐蚀性中图分类号：TG 146 文献标志码：AEffect of Heat Treatment on Surface Properties of NiTi AlloyZHOU Jianjie， MA Fengcang， LIU Ping， LIU Xinkuan(School of Materials Science and Engineering, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China)Abstract: The effects of annealing temperature and time on the surface morphology, roughness and corrosion resistance of NiTi alloy were studied by means of scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), electrochemical workstation, and so on. According to the SEM and AFM results, when annealing temperature is increased from 400 ℃ to 600 ℃, small particles are produced on the surface of NiTi alloys firstly, and finally join to form a sheet shape. However, the surface roughness increased with the increase of temperature. The change trend of surface morphology with annealing time is similar to that of treatment temperature. The surface roughness is the minimum when the annealing time is 15 min. The polarization curves obtained by electrochemical workstation show that the samples annealed at 400 ℃ and 500 ℃ have good corrosion resistance. Good corrosion resistance is easily obtained by short-time insulation.Keywords: NiTi alloy; annealing; surface morphology; surface roughness; corrosion resistance1977年Grüntzig[1]进行世界上第一例经皮穿刺冠状动脉成形术（percutaneous transluminal coronary angioplasty，PTCA）成功之后，开创了介入医学的新纪元。
热处理对镍合金的影响及其应用镍合金作为一种重要的金属材料，具有优异的力学性能、耐腐蚀性和高温稳定性，广泛应用于航空、能源、化工等领域。
热处理作为一种常用的材料加工方法，对镍合金的性能有着重要的影响。
本文将介绍热处理对镍合金的影响以及其在工业应用中的重要性。
一、热处理对镍合金的影响1. 显微组织变化热处理过程中，镍合金的晶粒会发生显著的变化。
通过调控热处理温度和时间，可以控制晶粒的尺寸和形貌。
一般来说，高温热处理会导致晶粒长大，而低温热处理则可以细化晶粒。
晶粒尺寸的变化对于镍合金的力学性能和腐蚀行为具有重要影响。
2. 物理性能改善热处理可以提高镍合金的物理性能，如硬度、强度和延展性。
通过合理选择热处理工艺，可以改变镍合金的晶体结构，增加晶界的强韧性，提高材料的整体性能。
此外，热处理还可以降低镍合金的残余应力，减少材料的变形和裂纹倾向。
3. 精确控制合金成分热处理过程中，可以通过调节合金的成分来实现材料性能的控制和优化。
通过热处理可以改变镍合金的晶体结构和相变行为，进而调整材料的力学性能、热学性能和耐腐蚀性能。
这种精确的合金成分控制为镍合金在不同领域的应用提供了更多的可能性。
二、热处理在工业应用中的重要性1. 航空领域镍合金在航空领域中得到广泛应用，如航空发动机叶片、涡轮盘等高温部件。
热处理可以提高镍合金的高温强度和疲劳寿命，提高零部件的可靠性和安全性。
通过精确的热处理工艺，可以在保证零部件性能的前提下，降低材料成本，提高生产效率。
2. 能源领域镍合金作为核能、化学能等能源行业的重要材料，其抗高温和耐腐蚀性能决定了设备的可用寿命和安全性。
通过热处理，可以改变镍合金的显微组织和相组成，提高材料的高温强度和抗腐蚀性能，从而提高能源设备的性能和可靠性。
3. 化工领域镍合金在化工领域中主要用于腐蚀介质中的设备和管道。
热处理可以改善镍合金的耐腐蚀性能，提高材料的抗应力腐蚀裂纹和疲劳寿命。
通过合理的热处理工艺，可以降低材料在酸碱等特殊环境中的失效风险，提高设备的使用寿命和安全性。
热处理对Ni Ti Nb合金的力学性能影响①郑丽璇1,李宁1,莫华强1,刘建辉2(1.四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065;2.中国工程物理研究院,四川绵阳629000)摘 要:Ni T i N b宽滞后形状记忆合金是一种新型实用工程记忆合金。
本文研究了热处理工艺,对N i T i Nb合金力学性能的影响。
关键词:Ni47T i44N b9;热处理;力学性能中图分类号:T G139+.6;T G166.9 文献标识码:A 文章编号:1001 3814(2005)02 0034 03 Affection of Heat Treatment to Mechanical C apabilities of Ni Ti Nb AlloysZHENG Li xua n1,LI Ning1,MO Hua qia ng1,LIU Jian hu i2(1.Colleg e of M anuf actur ing S ci.&Eng.,Sichuan Univer sity,Cheng du610065,China;2.Chinese A cademy o f Engineering and Phys ics,M iany ang629000,China)Abstract:N i T i N b wide r etardation memor y a lloy is a new practical SM A.T he effect o f differ ent heat t reatment modes o n mechanical per for mances of N i T i N b a llo ys w ere studied.Key words:N i47T i44Nb9;heat treatment;mechanica l capabilities中国核动力设计研究院和中国科学院金属研究所已经研究了该合金,前期试验表明[1],在M s+30 附近,对N iT iNb形状记忆合金进行16%左右的预变形后,可使其A s温度远高于室温,同时还具有较高的相变恢复率和较大的形变回复力。
热处理对金属材料的韧性的影响热处理（Heat Treatment）是一种通过控制金属材料的加热和冷却过程，来改善其力学性能和物理性质的方法。
其中，韧性作为金属材料的重要性能之一，热处理对其具有显著的影响。
本文将从韧性的概念入手，探讨热处理在金属材料韧性方面的影响。
一、韧性的概念和意义所谓韧性，是指材料在受到外力作用下，能够在不发生破坏的情况下发生塑性变形的能力。
在实际工程应用中，韧性是材料失效的重要屏障之一。
具有良好韧性的金属材料能够抵抗应力集中，阻止裂纹的扩展，从而在载荷作用下保持安全可靠。
二、热处理对金属材料韧性的影响机制1. 晶粒尺寸的影响热处理中的加热和冷却过程会引起金属材料晶粒尺寸的变化。
一般来说，热处理过程中的加热可以使晶粒长大，而冷却则会导致晶粒细化。
晶粒尺寸的变化将直接影响材料的韧性。
通常情况下，细小的晶粒会导致材料的韧性提高，而加工硬化和晶界强化也可以通过细化晶粒来提高材料的韧性。
2. 相变的影响在热处理过程中，金属材料可能会发生相变，如固溶体析出、铁素体转变等。
这些相变对材料的韧性有着重要的影响。
一些金属材料经过适当的热处理过程后，可以形成细小、弥散的第二相，从而提高材料的韧性。
3. 冷处理的影响热处理后的金属材料通常还需要进行冷处理，以进一步改善其韧性。
冷处理过程中，通过塑性变形，可以使晶体中的位错密度增加，晶界得到改善，从而提高材料的韧性。
三、热处理常用方法对金属材料韧性的影响1. 退火退火是热处理中常用的方法之一，主要通过加热和缓慢冷却来改善材料的韧性。
在退火过程中，晶体结构会发生再结晶，晶体尺寸得以变大，从而增强材料的韧性。
2. 淬火淬火是通过急速冷却将材料从高温快速转变为低温，使其产生强化效应。
淬火可以形成较高的位错密度和弥散相，提高材料的韧性和强度。
3. 回火回火是将淬火过的材料加热到较低温度，然后缓慢冷却。
回火主要通过改变材料的组织结构和碳含量，达到提高材料韧性的目的。
热处理工艺对钢铁材料的纳米化处理和强度提升的影响热处理工艺在钢铁材料的加工中扮演着重要角色。
它通过控制材料的加热和冷却过程，调整晶粒结构和相变行为，从而达到改善材料性能的目的。
近年来，人们对热处理工艺在钢铁材料纳米化处理和强度提升方面的研究越来越多，取得了显著的成果。
首先，热处理工艺对钢铁材料的纳米化处理起到了关键性的作用。
通过控制材料的加热和冷却温度，可以促使钢铁材料产生细小的晶粒。
细小晶粒的存在形成了大量的晶界，晶界的存在可以有效阻止位错的移动，从而提高材料的强度。
此外，晶界也可以作为原子的扩散路径，促进了晶界扩散和合金元素的弥散作用。
这样，纳米晶材料的强度和塑性可以同时兼顾。
其次，热处理工艺对钢铁材料强度的提升也起到了重要的作用。
通过热处理，可以使钢铁材料产生所需的相变和组织结构。
例如，淬火和回火工艺可以使钢铁材料产生马氏体和混合组织，显著提高材料的强度。
而时效工艺则可以通过析出硬化作用，引入纳米尺度的强化相，使材料的强度得到再一次提升。
此外，在热处理过程中，通过调整加热和冷却速率，还可以有效控制钢铁材料的显微组织和力学性能，进一步提高其强度。
最后，热处理工艺在钢铁材料纳米化处理和强度提升方面仍存在一些挑战和问题。
首先，如何控制纳米晶材料的稳定性仍是一个难题。
由于纳米晶材料的晶界能量较高，容易发生晶界迁移和晶粒长大，从而失去纳米尺度的效果。
其次，新材料的开发和适用性评估也是一个关键问题。
随着科技的发展，越来越多的合金材料被开发出来，但如何将这些新材料应用于现有的热处理工艺中，仍面临挑战。
此外，热处理工艺对环境和能源的影响也需要加以关注和处理。
总之，热处理工艺在钢铁材料的纳米化处理和强度提升方面的研究取得了显著的进展。
通过控制材料的加热和冷却过程，可以实现钢铁材料结构的调控和性能的优化。
然而，热处理工艺在纳米化处理和强度提升方面仍存在一些挑战和问题，需要进一步的研究和探索。
相信随着科技的不断进步，热处理工艺将为钢铁材料的纳米化和强度提升提供更多的解决方案。
热处理对合金材料的相变和性能的影响研究热处理是一种针对金属材料的热处理工艺，通过对金属材料进行一定温度范围内的加热、保温和冷却，使严格控制的时间温度条件下发生晶界扩散，从而改变金属材料的组织、性能和形状。
在众多金属材料中，合金材料因其高强度、耐腐蚀等优良特性而得到广泛应用。
本文将着重探讨热处理对合金材料的相变和性能的影响。
一、不同热处理方法对合金材料的影响1. 固溶处理固溶处理是将合金材料加热到一定温度下，使其处于溶解状态并维持一定时间，从而使各元素均匀分散在晶体中，降低合金材料的硬度和强度。
同时，合金材料的冷却速度也对其治疗效果产生影响。
例如，快速冷却能够增加合金材料的硬度，而缓慢冷却能够使其具有更高的延展性。
2. 淬火处理淬火处理是将固溶处理过的合金材料迅速冷却至室温，以使其硬度和强度大大提高。
在淬火过程中，合金材料的晶界开始扩散，形成新的晶界，并保持其具有高强度、低韧性的特性。
随着淬火的时间延长，合金材料的强度也会不断提高。
需要注意的是，淬火对金属材料的组织有很大的影响，需要严格控制淬火温度和速度。
3. 回火处理回火处理是在淬火过程中对合金材料进行升温保温，使其硬度和强度降低，同时提高其韧性和延伸性。
与固溶处理类似，回火的温度和时间也决定了合金材料的性能。
不同回火温度和时间对合金材料的影响也是不同的。
例如，低温回火可以使合金材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性得到优化，而高温回火则可以使其具有更好的塑性和韧性。
二、热处理对合金材料性能的影响1. 强度热处理对合金材料的强度有直接影响。
经过固溶处理、淬火处理和回火处理后，合金材料的强度可以得到有效提高，使其具有更高的承载能力、抗拉强度和冲击韧性。
2. 塑性合金材料的塑性主要指其在受力时可能发生的变形能力。
经过适当的热处理，合金材料的晶界形态可以得到改善，从而增加其内源性变形机制的密集度和活性，提高其塑性。
同时，回火处理可以改善合金材料内部结构，提高其延展性和韧性，为材料的后续加工和使用提供了保障。
热处理工艺对金属材料的再结晶晶粒尺寸和塑性表现的影响热处理是金属材料加工过程中常用的一种方法，通过加热和冷却的不同过程，可以改变材料的结构和性能。
再结晶是热处理过程中的一种重要现象，它能够显著影响金属材料的晶粒尺寸和塑性表现。
再结晶是在材料发生变形后通过热处理使晶粒重新长大的过程。
在金属加工过程中，常常会发生晶界的滑移和形变，这会导致晶粒形成位错和塑性变形。
当金属材料经过长时间的变形后，晶粒会变得细小，晶界的位错会累积，晶界能会增加，从而降低材料的塑性。
为了改善材料的塑性和机械性能，可以采用再结晶工艺。
再结晶的过程可以分为两个阶段：晶粒的再次形成和晶粒生长。
在加热过程中，材料中的位错和晶界能会被热能激活，晶体会开始形成新的再结晶晶粒。
这些新的晶粒会沿着原来的晶界生长，使得原有的晶粒尺寸减小。
尤其是在高温下，晶界能的消耗很快，新生晶粒会迅速成长。
因此，再结晶对金属材料的晶粒尺寸有显著的影响。
再结晶对金属材料的塑性表现也有重要的影响。
由于再结晶晶粒尺寸的减小，晶界能的降低，材料的塑性会得到显著改善。
一方面，再结晶晶粒尺寸的减小会增加晶界的数量，晶界的位错密度也会相应降低，从而增强材料的塑性。
另一方面，晶界的位错阻碍了晶粒的滑移，使材料更难塑性变形。
再结晶通过消除晶界位错，减小晶界阻碍，使得金属材料更容易发生塑性变形。
因此，再结晶对金属材料的塑性表现有显著的改善作用。
除了再结晶晶粒尺寸和塑性表现外，热处理工艺还会对金属材料的其他性能产生影响。
例如，再结晶可以使材料的硬度降低，提高材料的延伸性和强度。
此外，通过控制再结晶的温度和时间，还可以调整材料的晶粒尺寸和相组织，从而改变材料的织构、强度和耐蚀性能。
总之，热处理工艺对金属材料的再结晶晶粒尺寸和塑性表现有显著的影响。
再结晶能够消除晶界位错，减小晶界能，增强材料的塑性。
通过再结晶，可以使金属材料获得良好的塑性和机械性能。
因此，热处理工艺在金属加工中具有重要的应用价值。
热处理对镍钛合金表面性能的影响1. 引言镍钛合金因具有良好的形状记忆、超弹性和高温形状记忆等特性而被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
在加工过程中，为提高合金的性能，常常需要进行热处理。
热处理是一种改变合金晶体组织、强度和韧性等性能的方法。
本文将探讨热处理对镍钛合金表面性能的影响。
2. 热处理的基本原理镍钛合金是一种两相态金属材料，包括相变温度（Mf）和相变温度（Af）两个相变温度。
这两个温度分别是材料从完全奥氏体到完全的马氏体相变温度和从完全马氏体到完全奥氏体的相变温度。
在热处理中，材料通过升温、保温和冷却等步骤，改变组织结构和相变温度，以获得所需的机械性能和尺寸精度。
3.1 相变温度相变温度是指材料在温度变化过程中发生相变的温度。
相变温度的不同，会直接影响到材料的形状记忆、超弹性和高温形状记忆能力。
热处理可以通过改变相变温度，以使材料具备所需的性能。
3.2 组织结构热处理可以改变镍钛合金的组织结构，从而改变其力学性能和形状记忆性能。
热处理过程中，通过控制升温速率、保温时间和冷却速率等因素，可以得到不同的组织结构。
例如，在温度较高的条件下保温时间较长，可以得到等轴晶组织结构，该结构具有更好的高温形状记忆能力和力学性能，但形状记忆性能较差。
3.3 腐蚀性能热处理还可以改变镍钛合金的腐蚀性能，提高其耐腐蚀性能。
热处理过程中，如果将温度升高到一定程度，再快速冷却，就可以获得致密的晶体组织和更好的耐腐蚀性能。
4. 结论热处理是一种重要的改变材料性能的方法，对镍钛合金的表面性能有着显著影响。
通过改变相变温度、控制升温速率、保温时间和冷却速率等因素，可以获得所需的机械性能和尺寸精度，提高其形状记忆、超弹性和高温形状记忆能力等方面的性能。
在实际应用中，需要根据具体应用要求，选择合适的热处理工艺，以获得最优的性能。
