1、滾珠旋壓屬于連續(xù)局部塑性成形工藝,將其用于制備NiTi形狀記憶合金薄壁管是一種嶄新的嘗試。為了更好地分析NiTi形狀記憶合金薄壁管滾珠旋壓變形規(guī)律,優(yōu)化工藝參數(shù),成形出合格的NiTi形狀記憶合金薄壁管,有限元模擬技術無疑提供了一種很好的途徑。本論文以鑄態(tài)NiTi形狀記憶合金鑄錠作為原始實驗材料,對其基本顯微組織、力學性能和相變溫度等進行了初步研究,分析了NiTi形狀記憶合金在不同變形溫度、不同變形速率下的壓縮變形行為,為NiTi形狀記憶

2、合金薄壁管滾珠旋壓成形實驗提供了必要基礎,并為NiTi形狀記憶合金薄壁管滾珠旋壓成形數(shù)值模擬提供了材料模型,最終采用剛粘塑性有限元法對NiTi合金薄壁管滾珠旋壓過程進行了有限元模擬及分析。
　　 鑄態(tài)NiTi合金鑄錠φ80mm×80mm采用真空自耗爐熔煉法制備,該合金材料的顯微組織由粗大的樹枝晶和等軸晶組成,基體相為NiTi,析出相為T2Ni;NiTi形狀記憶合金的相變溫度Ms=34.2℃,Mf=19.2℃,As=45.8℃,A

3、f=65.7℃;合金室溫條件下的晶體結(jié)構(gòu)為單斜和立方兩種;NiTi形狀記憶合金的屈服強度為172.9MPa,彈性模量為68.1Gpa:NiTi形狀記憶合金低溫和室溫拉伸變形后發(fā)生解理斷裂,斷裂前沒有明顯的塑性變形,而NiTi形狀記憶合金高溫時塑性極好,拉伸變形后的斷口呈刀刃型。
　　 NiTi形狀記憶合金的高溫壓縮真應力.應變曲線表現(xiàn)出動態(tài)再結(jié)晶和動態(tài)回復的特征。NiTi形狀記憶合金在高溫壓縮變形時對應變速率非常敏感,合金的屈服

4、應力隨著應變速率的增加而增大。而低溫壓縮變形時,應變速率影響不大。NiTi形狀記憶合金的低溫壓縮斷裂為典型的剪切斷裂,斷口為解理斷裂特征,裂紋以穿晶方式向材料內(nèi)擴展。
　　 采用剛粘塑性有限元法對NiTi形狀記憶合金薄壁管滾珠反向旋壓成形進行了模擬分析。通過有限元數(shù)值模擬分析了不同減薄量、不同滾珠直徑、不同進給比及不同管坯壁厚對合金滾珠旋壓成形性的影響,最終獲得了成形0.5mm壁厚NiTi合金薄壁管件的最佳熱旋壓工藝參數(shù):滾珠數(shù)