热压烧结镍钛合金的微观结构与力学性能

李婧，杨海林，阮建明，节云峰

(中南大学 粉末冶金国家重点实验室，湖南 长沙，410083)

NiTi合金是目前性能最为优越和应用最为广泛的形状记忆合金[1]。近等摩尔比的NiTi合金不仅具有独特的形状记忆性能和超弹性，在高阻尼、消振动、抗疲劳、耐磨性等方面亦有其他材料所不可比拟的优越性能[2]，除此以外还兼具优良的生物化学相容性及生物惰性，因而在航空航天(如战斗机上使用的形状记忆管接头)、智能机械[3](如机械手、微型机器人)、生物医学[4-6](如骨组织替代、牙根管、血管扩张支架)以及娱乐器械(如网球拍、钓鱼线、玩具)等各个领域均有广泛且可观的应用前景。目前制备致密NiTi形状记忆合金最为常见的方法是熔炼法，但传统的熔炼方法合金成分难以精确控制，Ti和Ni的密度差异使其极易产生偏析，且熔炼过程中的坩埚严重影响样品的纯度，降低其性能和形状记忆效果[7]。加之熔炼方法的成本高、材料利用率很低，一般仅为40%左右，严重限制了该合金的应用潜力[8]。Otubo等[9]利用电子光束溶解法与真空感应熔炼(VIM)相结合，使碳杂质含量降低到普通VIM的40%，但仍未能很好的解决杂质氧的问题。近些年，为解决熔炼方法的缺陷，粉末冶金烧结技术在制备镍钛合金中迅速发展，目前较为常见的有常规粉末冶金方法(CS)[10-11]、自蔓延高温合成法(SHS)[12]和热等静压法[13]，它们不仅大大提高了材料的可成形性和利用价值，还使得制备出的NiTi合金依然保持了良好的力学性能、形状记忆性能和生物相容性。……