增材制造叠层镍钛记忆合金工艺优化与微观组织演变研究文献综述

 2022-01-04 20:53:46

全文总字数:7124字

文献综述

1、前言形状记忆合金(shape memory alloys,简称SMAs)作为一种金属基功能材料,凭借由于热弹性与马氏体相变及其逆变而具有超弹性和形状记忆效应,成为一种重要的特殊合金。

SMAs发展至今,Ni-Ti合金是最常用的形状记忆合金,Andani、Sam、Oliveira等人评价,鉴于其形状记忆特性,和优异的耐蚀性,良好的生物相容性、高阻尼性,在航空航天和生物医学等领域具有广泛的应用前景[1,2,3]。

在实际生产中,面对结构复杂的零件,限于Ni-Ti合金的熔点高(1310℃),化学活性大等缺点,传统的熔炼方法或粉末冶金方法不易制备,Saedi等人报告称可能会引入污染物,降低其形状记忆性能,并且合金的加工硬化会导致刀具过度磨损,因此机器加工制造镍钛合金十分困难[4,5]。

增材制造(Additive Manufacturing,简称AM),以计算机辅助设计(CAD)为基础,将原料通过熔化、烧结等方式逐层进行二维堆积,快速制造复杂3D形状的零件。

这种特殊的制造方式不仅有效节约了原材料,而且AM技术不需要传统刀具和夹具以及多道加工工序,为制造一些结构复杂、成形工艺繁琐的产品,提供了一种低成本、短流程的制造方式。

目前主流的金属增材制造有直接能量沉积(DED)、选择性激光熔化(SLM)、激光熔化沉积技术(LDM)等等。

对金属增材制造制件性能的研究发现,由于增材制造技术成形机理的固有特性瞬态熔凝过程会导致制件内部产生微观缺陷,如裂纹、空洞等[6]。

针对上述问题,本课题采用激光熔化沉积技术(laser melten desosition,简称LMD)进行加工成形,对显微组织、相成分、力学性能进行分析并探究组织与性能的关系,对增材制造叠层镍钛记忆合金进行工艺优化。

2、NiTi形状记忆合金制备与研究现状2.1传统制造技术目前,常规制备NiTi形状记忆合金的方法[7]主要有熔铸法、金属沉积法和粉末冶金法。

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