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近几年来,随着智能材料研究和应用的兴起,形状记忆合金(SMA)以其独特的形状记忆特性在工程上得到越来越广泛的应用。本文在形状记忆合金三种基本记忆效应的基础上,提出形状记忆“复合效应”的新概念,即采用局部热处理的方法,在同一合金零件不同部位的限定区域内配置不同的形状记忆基本效应,从而根据不同部位的设计功能实现零件材料的“功能配置”。
为研究此概念的实施可行性,本文以Ni含量50.8%的NiTi合金片试件为试验对象。在分析试件材料热处理温度一时间一记忆效应关系的基础上,选择激光和电烙铁作为试件局部热处理手段,并以金相组织照片、DSC测量结果和三点弯曲试验结果对局部热处理效果进行数据分析、效果评价、总结原因并最终得出可行性结论。
试验结果表明,激光试验没有取得预期效果,但通过试验方案改进也发现,激光作为微型记忆合金零件的局部热处理方法仍有很大研究空间。电烙铁局部热处理试验在750W/30min和1000W/15min分别成功取得了良好的单程记忆效应和超弹性,并且结果符合热处理特性分析结论。因此,电烙铁作为形状记忆合金“复合效应”实施方案是可行的。
为进一步讨论电烙铁局部热处理效果,本文还使用FEM软件MSC.Marc对电烙铁试验中试件温度分布进行仿真,分析了对局部热处理效果有重要影响的环境作用因素。
在可行性分析后,本文还以微夹持器为示例,初步探讨了“复合效应”在工程上的技术应用前景。
最后,对试验方案及结果进行了总结,并对进一步工作的方向进行了简要的讨论。