鎳鈦合金時效處理過程中析出相的形貌和尺寸是如何控制的？

【概要描述】鎳鈦合金時效處理過程中析出相的形貌和尺寸可通過以下幾種方法進(jìn)行控制：?1.控制時效溫度：-低溫時效：較低的時效溫度（如350-450℃左右）下，原子擴(kuò)散速率相對較慢，析出相的形核率較高，但長大速度較慢。此時析出相尺寸較小，可能呈彌散分布，形貌上多為細(xì)小的顆粒狀。例如，在一些對合金強(qiáng)度和韌性要求較高的應(yīng)用中，采用低溫時效可以獲得細(xì)小的析出相，提高合金的綜合性能。-高溫時效：較高的時效溫度（如550-

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作者：志聯(lián)記憶合金
來源：swtm.com.cn
發(fā)布時間：2024-10-14
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鎳鈦合金時效處理過程中析出相的形貌和尺寸可通過以下幾種方法進(jìn)行控制：

1. 控制時效溫度：

- 低溫時效：較低的時效溫度（如 350 - 450℃左右）下，原子擴(kuò)散速率相對較慢，析出相的形核率較高，但長大速度較慢。此時析出相尺寸較小，可能呈彌散分布，形貌上多為細(xì)小的顆粒狀。例如，在一些對合金強(qiáng)度和韌性要求較高的應(yīng)用中，采用低溫時效可以獲得細(xì)小的析出相，提高合金的綜合性能。

- 高溫時效：較高的時效溫度（如 550 - 650℃）會使原子擴(kuò)散加快，析出相的長大速度明顯增加。這樣會導(dǎo)致析出相尺寸變大，可能會出現(xiàn)粗化的現(xiàn)象，形貌上可能從細(xì)小顆粒狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀或片狀。不過，高溫時效也可能使析出相的分布更加不均勻，晶界處的析出相可能會更加密集。

2. 調(diào)整時效時間：

- 短時間時效：時效時間較短時，析出相的形核數(shù)量有限，且來不及充分長大。此時析出相尺寸較小、數(shù)量相對較少，在合金中的分布也不夠均勻。這種情況下，合金的性能變化可能不太明顯，但對于一些對原始性能改變要求不大的場合，短時間時效是一種可行的選擇。

- 長時間時效：隨著時效時間的延長，析出相不斷形核并長大。長時間時效會使析出相的尺寸逐漸增大，數(shù)量增多，分布也會逐漸趨于穩(wěn)定。但是，如果時效時間過長，析出相可能會過度長大，導(dǎo)致合金的性能下降，比如強(qiáng)度降低、韌性變差等。

3. 改變冷卻速度：

- 快速冷卻：較快的冷卻速度可以抑制析出相的長大，使析出相的尺寸保持在較小的水平。同時，快速冷卻還可能使析出相的形核率增加，從而形成更多的細(xì)小析出相。這種冷卻方式適用于需要獲得細(xì)小析出相以提高合金強(qiáng)度和硬度的情況。

- 緩慢冷卻：緩慢冷卻則為析出相的長大提供了更多的時間，使得析出相尺寸較大。不過，緩慢冷卻可能會使析出相的分布更加均勻，有利于提高合金的穩(wěn)定性和綜合性能。在一些對合金尺寸穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用中，可以采用緩慢冷卻的方式。

4. 優(yōu)化合金成分：

- 添加合金元素：在鎳鈦合金中添加一些其他的合金元素，如銅、鐵、鉻等，可以改變合金的相組成和析出行為。這些合金元素可能會與鎳、鈦元素相互作用，影響析出相的形核和長大過程，從而控制析出相的形貌和尺寸。例如，添加適量的銅元素可以促進(jìn)細(xì)小析出相的形成，提高合金的強(qiáng)度和耐腐蝕性。

- 調(diào)整鎳鈦比例：鎳鈦合金中鎳和鈦的比例對析出相的形成也有重要影響。改變鎳鈦的比例會改變合金的相結(jié)構(gòu)和性能，進(jìn)而影響析出相的形貌和尺寸。一般來說，鎳含量的增加會促進(jìn)某些富鎳析出相的形成，而鈦含量的增加則可能影響析出相的類型和分布。

5. 采用特殊的熱處理工藝：

- 包覆處理結(jié)合直流電時效：使用非鎳鈦合金的包覆材料包覆鎳鈦合金并進(jìn)行退火處理，然后移除包覆材料進(jìn)行直流電時效。在高溫退火過程中，包覆材料的元素會擴(kuò)散進(jìn)入鎳鈦合金中，與電流時效耦合作用，影響析出相的形成和分布。這種方法可以調(diào)控析出相在晶界和晶內(nèi)的分布，以及析出相的尺寸，獲得具有多種析出效果的鎳鈦合金。

- 循環(huán)熱處理：通過多次重復(fù)的加熱和冷卻過程，可以改變合金的組織結(jié)構(gòu)和析出相的形貌、尺寸。例如，先進(jìn)行高溫固溶處理，然后快速冷卻，再進(jìn)行低溫時效處理，之后再次加熱和冷卻。這種循環(huán)熱處理方法可以使析出相的分布更加均勻，尺寸更加細(xì)小。

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