等径角挤压显著改善TiNi基合金的超弹性,尤其在提高其循环变形稳定性方面。图5-30所示为固溶处理与等径角挤压不同道次的合金的应力-应变曲线[55]。所有试样在室温循环变形10次,均表现出较好的超弹性。对于固溶态试样,随循环变形次数增加,诱发马氏体相变的临界应力与应力滞后均降低,应力平台的斜率与残余应变增加。等径角挤压合金的应力-应变曲线表现出如下特征:残余应变减小;诱发马氏体相变的临界应力仍随循环次数增加而下降,但下降幅度变小。与固溶态试样相比,等径角挤压试样表现出更小的残余应变,但是第一次变形时,诱发马氏体相变的临界应力没有显著变化。随挤压道次增加,合金的超弹性变得更加稳定。当挤压8道次后,合金表现出6%的完全可恢复变形。良好的热循环稳定性使合金在相变致冷领域表现出广阔的应用前景。
等径角挤压后TiNi合金的超弹性及其循环稳定性可以通过后续处理进一步优化。图5-31所示为退火温度对等径角挤压Ti49.2Ni5C.8合金在循环变形时残余应变的影响[33]。退火时间为30min,循环变形次数为40。随循环变形次数增加,经600°C处理试样的残余应变迅速增大,当循环次数大于8次,残余应变基本不再发生变化。这主要与该温度退火导致合金晶粒长大有关。其余试样在循环次数达到30次时,残余应变才基本保持不变。经400°C处理试样表现出最小的残余应变。
这主要是因为400°C退火处理一方面不能使晶粒长大,另一方面可以在晶粒内析出Ti3Ni4相,两种强化作用共同提高了试样的屈服应力与诱发马氏体相变临界应力之间的差值,从而使该试样表现出最好的循环稳定性。
合金在等径角挤压前后的超弹性应力-应变曲线