钛基高温形状记忆合金进展综述
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李启泉1
李岩1
马悦辉2
《新材料》
2020年6期
摘要:
形状记忆合金凭借其独特的形状记忆效应和超弹性成为了重要的金属智能材料，在航空航天、电子、汽车和医疗等领域展现出巨大的应用价值。二元近等原子比镍钛合金是最为成熟的形状记忆合金材料，但是镍钛合金难以在很高的温度环境下(>100℃，373 K)实现应用。以航空航天、核反应堆等为代表的高温服役环境迫切需要具有高相变温度(>373 K)且综合性能良好的形状记忆合金，因此，发展高温形状记忆合金是本领域面临的研究重点和难点。近年来，科研工作者们以新型钛基合金为研究对象，通过合金化元素设计，获得具有高马氏体相变温度的形状记忆材料，发展出Ti-Ta基、Ti-Zr基、Ti-Nb基、Ti-Mo基等新型高温形状记忆合金体系。在满足高温相变特性的基础上，这些合金体系体现出不同的性能特点，例如Ti-Ta基合金利用Ta元素有效抑制ω相的析出而提高合金塑性，Ti-Nb基合金具有良好的加工成型能力。此外，以Pd、Pt、Au等贵金属为合金化元素可以进一步提高材料的相变温度，加入Sn、Al、Ga等元素则可以适当降低相变温度，并改善材料的力学性能和功能特性。本文综述了Ti-Ta基、Ti-Zr基、Ti-Nb基、Ti-Mo基等主要钛基高温形状记忆合金体系的研究进展，着重分析了合金化元素对合金相变温度、形状记忆效应、力学性能的影响规律，对各类合金的性能优势及缺点进行了全面总结，提出了高温形状记忆合金研究中存在的问题和未来发展方向。
