硼元素对CuAlNiMn形状记忆合金微观组织与力学性能的影响

作     者：杨院霞 千佳祥 张江 郝刚领 王幸福 王新福 王伟国 李先雨 许巧平 

作者机构：延安大学物理与电子信息学院 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助(52061038,51661032,51301150) 陕西省“特支计划”区域发展人才专项资助(2020-44) 陕西省青年科技新星资助(2013KJXX-11) 

主　　题：CuAlNiMn形状记忆合金 晶粒细化 微观结构 力学性能 

摘      要：通过在合金中引入微量硼元素，采用真空电弧熔炼炉制备Cu-12Al-4Ni-Mn-xB（x=0%， 0.1%，0.2%， 0.3%，质量分数，下同）形状记忆合金，研究硼的添加对合金微观结构、物相转变和力学性能的影响。结果表明：硼的引入可显著细化晶粒，晶粒尺寸从数百微米下降至(11±3.45) μm。硼元素添加后，物相转变温度向高温侧移动，表明相变过程需要更高的热激活能。当硼含量为0.2%时，合金显微硬度得到提升，由未添加硼元素的(301.7±2.6)HV提高至(334.3±3.4)HV，这应与晶粒细化和硬脆相硼化物的析出有关。合金拉伸断裂强度和断后伸长率得到极大提升，当硼含量为0.2%时，断裂强度由(320±2.6) MPa提高至(788±17) MPa，伸长率由(1.44±0.05)%提高至(3.74±0.12)%，固溶退火后，二者进一步提升至(856±10.7) MPa和(5.78±0.16)%。分析表明，细晶强化、硼化物颗粒的沉淀强化以及固溶强化是力学性能提升的主要机制，合金断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。