Ti-Ni-Hf基合金薄带的相变行为分析

　　研究表明，Cu含量的少量增加仅略微降低Ti-Ni-Hf合金的马氏体相变温度，不改变其相变顺序。退火处理后的Ti36Ni41Hf15Cu8合金薄带中存在2种尺寸差巨大的的晶粒，且在经较高温度退火的薄带中还存在明显的(Ti，Hf)2Ni析出相，这些组织的存在对薄带的马氏体相变行为无疑会产生影响。利用DSC(差示扫描量热仪)系统研究Cu含量、退火温度、退火时间对Ti-Ni-Hf基薄带相变行为的影响。

　　1　Cu含量对Ti-Ni-Hf基合金薄带相变行为的影响

　　图1为Ti36Ni49-xHf15Cux(x=0，5，8)合金薄带经700 ℃退火1h处理后的DSC曲线。由图1可知，随着薄带中Cu含量的增加，薄带中主要相变的相变温度下降，同时DSC曲线上逐渐出现了多个相变峰。当Cu含量为0at.%时，在加热和冷却DSC曲线上都只存在1个相变峰，即B2B19′单步相变。当Cu含量为5at.%和8at.%时，在加热和冷却DSC曲线中出现了3个明显的相变峰，特别是当Cu含量为5at.%时，多个相变峰的特征最为明显。这与Meng等人的研究结果不同，他们在Ti-Ni-Hf-Cu薄带的相变过程中只发现1对相变峰。

　　在相变过程中出现多个相变峰可能与Cu元素的加入促进(Ti，Hf)2Ni颗粒析出有关。在Ti-Ni-Hf基合金体材料中，其马氏体相变Ms温度一般都高于100℃，与之相比，Ti36Ni49-xHf15Cux(x=0，5，8)合金薄带的马氏体相变温度较低。这是由于薄带中晶粒尺寸比体材料的晶粒小，且存在析出相，可有效抑制相发生切变，从而抑制B19′马氏体的形成，使得马氏体相变温度Ms下降，由于化学成分确定，热滞也基本确定，因此，这就造成逆相变温度也随着下降。同时，由于(Ti，Hf)2Ni颗粒析出，基体内(Ti，Hf)的含量降低，因此，也造成Ti-Ni-Hf-Cu薄带相变温度的降低。

　　2　热处理工艺对

　　Ti36Ni41Hf15Cu8薄带相变行为的影响热处理工艺主要通过对Ti36Ni41Hf15Cu8合金薄带中(Ti，Hf)2Ni析出相的尺寸和分布、晶粒大小的影响实现对薄带相变行为的影响。

　　2.1　退火温度对Ti36Ni41Hf15Cu8薄带相变行为的影响

　　图2为经不同温度退火1h后Ti36Ni41Hf15Cu8合金薄带DSC曲线。由图2可得到Ti36Ni41Hf15Cu8合金薄带经不同温度退火1h后的所有相变温度信息(As、Af、Ms、Mf)，如表1所示。由图2可知，随着退火温度升高，Ti36Ni41Hf15Cu8合金薄带的逆相变温度和马氏体相变温度都升高，同时薄带的DSC曲线上的相变峰个数随退火温度升高而先增多后减少，当退火温度为973K时，相变峰个数达到3个，这主要与(Ti，Hf)2Ni颗粒的析出及细小纳米晶粒的存在有关。由表1和图2可 知，随着退火温度升高，薄带的马氏体相变温度升高，这是由于随着退火温度的升高，(Ti，Hf)2Ni颗 粒析出长大，同时，(Ti，Hf)2Ni析出相趋向于在晶界位置形核析出或者在晶粒内部发生尺寸粗化，结果导致Ti-Ni-Hf-Cu薄带晶 粒内部的(Ti，Hf)2Ni析出相密度下降。由于(Ti，Hf)2Ni析出相可以有效抑制 马氏体相变发生，从而降低马氏 体相变温度，当晶粒内(Ti，Hf)2Ni析出相密度下降，对马氏体相变的抑制作用减弱，马氏体相变温度升高。因此，随着退火温度升高，薄带的马氏体相变温度也就随之升高。