增材制造 NiTiHf 的高温氧化动力学
应用物理
2020-06-22 v1 材料科学
摘要
NiTi 基高温形状记忆合金(HTSMA),如 NiTiHf,因其高强度、高功输出以及提高相变温度(TT)的能力而被广泛应用于众多领域。近年来,增材制造技术(AM)已被广泛用于制造复杂形状记忆合金构件,无需重大修改或模具,并为定制最终零件微观结构和关键性能的制造与加工铺平了道路。NiTi 合金的相变温度等性能会因氧化而显著改变,氧化可能发生在制造过程或后处理过程中。本工作中,评估了采用选择性激光熔化(SLM)方法制备的富 Ni 的 NiTi20Hf 形状记忆合金的氧化行为。使用热重分析(TGA)在空气中对 500、700 和 900 °C 三个温度范围下进行 20 小时等温氧化以评估其动力学行为。氧化后,采用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散 X 射线光谱(EDS)评估微观结构和化学成分。研究了传统 NiTi20Hf 合金的等温氧化动力学,并将结果与 AM 样品进行比较。结果表明存在两阶段氧化速率,初始阶段氧化以高速率增加;随着氧化时间延长,氧化速率逐渐降低。NiTiHf 合金的氧化行为先遵循对数速率定律,随后遵循抛物线速率定律。SEM 结果显示形成了多层氧化皮,包括 TiO2、NiTiO3 和 Hf 氧化物。
引用
@article{arxiv.2006.11114,
title = {High-Temperature Oxidation Kinetics of Additively Manufactured NiTiHf},
author = {Hediyeh Dabbaghi and Mohammadreza Nematollahi and Keyvan Safaei Baghbaderani and Parisa Bayatimalayeri and Mohammad Elahinia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11114},
year = {2020}
}