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TiNiNb形状记忆合金由于具有宽滞后特性而得到重要应用。合金中的Nb为强吸氢元素,与二元TiNi合金相比,TiNiNb合金更容易受到氢的影响,但目前的相关报道较少。 本文采用阴极电解充氢法研究了氢对TiNiNb合金相变行为与应变回复特性的影响。研究发现,TiNiNb合金在电解充氢的过程中形成了NbH化合物,随着充氢时间的延长,样品中NbH化合物的数量逐渐增加。在升降温过程中,发生NbH化合物和Nb(H)固溶体间的可逆转变。充氢后,TiNiNb合金的表层硬度显著升高,合金的脆性增加,断裂强度和延伸率降低。 预应变能够促进TiNiNb合金的吸氢速率,随着充氢时间的延长,预应变TiNiNb合金的应变回复率逐渐降低。在充氢条件完全相同的条件下,热处理温度越高,样品中NbH越少,当热处理温度达到600℃时,NbH完全消失,其室温微观组织与未充氢样品相同,由NiTi相和β-Nb相组成。 利用DSC和热膨胀相结合,有效揭示了TiNiNb合金在充氢层约束下的相变特征。利用预变形与未预变形样品在热循环过程中的热膨胀曲线,推导出合金升降温过程中的回复力方程及力取向马氏体相对转变速率方程,计算获得了约束态马氏体相变回复应力与温度关系曲线以及马氏体转变速率与温度关系曲线,结果表明,随着温度的升高,马氏体相变回复力逐渐升高,而经过一次中停后的第二次加热降温过程中,马氏体相对转变速率非常小。预应变TiNiNb合金在不完全相变循环过程中,表现出负膨胀点记忆效应。