質(zhì)子輻照TiNi合金的馬氏體相變與功能特性.pdf

1、本文主要通過(guò)TRIM軟件模擬計(jì)算質(zhì)子在TiNi合金內(nèi)的質(zhì)量與能量沉積分布,并利用空間輻照綜合模擬系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)子輻照TiNi合金實(shí)驗(yàn),利用DSC、XRD、TEM、納米壓痕測(cè)試、電化學(xué)測(cè)試和四點(diǎn)探針?lè)ǖ妊芯苛速|(zhì)子輻照對(duì)TiNi合金相變行為、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)行為、耐腐蝕性能和電阻率的影響,闡明質(zhì)子輻照對(duì)TiNi合金馬氏體相變行為影響的機(jī)制。
　　模擬計(jì)算表明,隨輻照質(zhì)子能量的增大質(zhì)子在合金中的射程逐漸增大;高能質(zhì)子在合金中能量沉積分布過(guò)程可

2、分為離子化過(guò)程、聲子過(guò)程以及空位-間隙原子過(guò)程,其中離子化過(guò)程為主要耗能方式,并且隨輻照質(zhì)子能量的增加其比例會(huì)逐漸增大;Frenkel缺陷對(duì)形成的最密集區(qū)域和質(zhì)子沉積的最集中區(qū)域大體相同,經(jīng)分析可知缺陷對(duì)的形成可能是對(duì)合金性能變化的主要原因。
　　經(jīng)150keV質(zhì)子輻照后,在馬氏體逆相變過(guò)程中出現(xiàn)兩步相變,并隨著輻照劑量增大第二步相變的吸熱峰往高溫方向偏移;當(dāng)能量增加到130keV以上時(shí)馬氏體逆相變出現(xiàn)兩步相變。降溫過(guò)程的馬氏體相

3、變均為一步相變。第二次熱循環(huán)測(cè)試時(shí)馬氏體逆相變變?yōu)閱尾较嘧儭?br>　　組織結(jié)構(gòu)分析表明,(111)晶面所對(duì)應(yīng)的衍射峰隨著輻照劑量和能量的增加均向高角度方向發(fā)生偏移;分析認(rèn)為在合金輻照層能引入壓應(yīng)力導(dǎo)致輻照層和基體相變分步進(jìn)行,造成馬氏體逆相變過(guò)程的兩步相變;升溫過(guò)程釋放了應(yīng)力,降溫過(guò)程馬氏體相變?yōu)閱尾较嘧?第二次熱循環(huán)馬氏體逆相變也為單步相變。輻照能量在90keV至170keV范圍內(nèi)TiNi合金組織形貌無(wú)明顯變化。
　　功能特性

4、測(cè)試表明,輻照層的納米顯微硬度H和模量M隨輻照質(zhì)子的能量或劑量增加逐漸升高,輻照導(dǎo)致合金表面硬化;質(zhì)子輻照后TiNi合金的自腐蝕電位顯著降低,自腐蝕電流密度明顯提高,表明輻照后合金表面耐腐蝕性能顯著降低;輻照試樣的輻照面和未輻照面的耐腐蝕性有一定差異,輻照面耐腐蝕性的下降更顯著;退火處理可以提高輻照層的耐腐蝕性能,其原因是由于退火消除了輻照層的應(yīng)力和降低了輻照層的點(diǎn)缺陷的數(shù)量。輻照層的面電阻隨著輻照劑量或能量的增大逐漸增大,原因在于輻照