铝合金的相变温度?

admin 泰里仪器网 2024-10-29 20:50 0 阅读

一、铝合金的相变温度?

铝在常态时相变温度达2467℃。粘度估计不到1mPa.s。

铜在1200℃时粘度为3.12mPa.s铅在844℃时粘度为1.185mPa.s汞在340℃时粘度为0.921mPa.s锌在389℃时粘度为1.31mPa.s锡在750℃时粘度为0.905mPa.s铁(含2.5%碳)在1400℃时粘度为2.25mPa.s锑在850℃时粘度为1.05mPa.

s铋在600℃时粘度为0.998mPa.s镉在603℃时粘度为1.10mPa.s

二、什么温度是可逆相变?

可逆相变即发生在此温度下此物质的饱和蒸汽压下的相变,即恒温恒压条件下的物理相变。在这种状态下,物质相变不会使环境造成变化(不会放热给环境),故而可逆。

三、纯钛的相变温度?

纯钛密度为4.506-4.516克/立方厘米(20℃),高于铝而低于铁、铜、镍.但比强度位于金属之首.纯钛的相变温度1668±4℃,熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子,沸点3260±20℃,汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子,临界温度4350℃,临界压力1130大气压.钛的导热性和导电性能较差,近似或略低于不锈钢,钛具有超导性,纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K.在25℃时,钛的热容为0.126卡/克原子·度,热焓1149卡/克原子,熵为7.33卡/克原子·度,金属钛是顺磁性物质,导磁率为1.00004.

四、相变潜热测量仪器哪个好?

大家在选择测量的仪器时,要先考虑用这个仪器用来测量什么。不同的测量要求,就要选择不同的仪器。确定了用来测什么以后,再去市场上面找各个品牌进行对比,并找出在性能上面适合的。 建议大家去咨询一下相关测量仪器的代理商。

三丰品牌Mitutoyo目前在全球市场占有率第一,三丰的强项不仅在于小量具(游标卡尺、千分尺、数显深度尺、内径量表、高度尺等等)部分,三丰的测量仪器(粗糙度仪、圆度仪、轮廓仪、三坐标、硬度计、投影仪、影像仪等等)在世界上也是较优质的。

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是选择进口的还是国产的,高端的还是中端的。

另外购买渠道方面,仪器的销售渠道千差万别,选择正规的仪器供应商非常重要。不论是产品质量、价格和售后服务都是需要考虑的要素。

五、镍钛合金丝怎么通过热处理降低其相变温度?

摘要:变形温度对形状记忆和超弹性镍钛 (Nitinol) 合金的机械性能的影响已得到研究并有详细记录。在确定设备在环境温度或体温下在应变下部署和维护时的有效性时,必须考虑材料特性和最终设备遇到的环境。在设备设计中,了解所提供线材的热机械历史非常重要。然而,在推导转变温度与一系列机械性能之间的关系方面缺乏数据。医疗设备工程师通常通过定型过程来定制医疗设备应用中使用的线材的最终材料特性。在这种类型或类似工艺中对镍钛诺线进行热处理有助于获得所需的形状以及在最终表面制备之前达到目标活性 Af。这些加工步骤会影响疲劳寿命。通过旋转梁疲劳测试应用交替拉伸和压缩状态,可以生成数据来预测镍钛诺线的预期寿命。具有不同活性奥氏体表面处理温度的试样已受到多个应变水平的影响。此类研究的相关性涉及疲劳数据的生成,补充了热数据和机械数据,为设计工程师提供了用于开发镍钛合金线植入物的更多信息。

一、简介

通过热机械加工,包括冷拔、层间退火和训练热处理,生产出超弹性医用级镍钛合金丝。在定型或直接退火工艺之后,最终的活性奥氏体表面处理值被灌输到镍钛诺材料中。该过程直接影响镍钛诺材料的结构、性能和最终性能。将通过旋转梁疲劳试验 (RBT) 探索这种热特性的含义及其对特定环境疲劳寿命的影响。在之前的一项研究中,暴露于各种时效热处理的镍钛诺管材的疲劳行为产生了 Active Af 为 25°C +/- 2°C 的材料。使用已知的平均应变和不同的交替应变,没有发现这些材料疲劳的主要趋势。目前的研究主要集中在零平均应变条件下的 0.323 mm 镍钛诺(Ni 55.8wt%-Ti;Ti49.2at%,Ni50.8at%)线材。当金属丝旋转时,位于顶点的外表面会受到拉伸和压缩状态的周期性应力逆转。目的是破译疲劳寿命趋势是否可以通过操纵产品的活性奥氏体表面处理来实现,通过类似的处理,同时提供不同测试温度的结果。此外,当工程师遇到材料选择问题时,必须重点关注机械性能和热性能之间的关系。事实证明,使用旋转梁疲劳测试作为寿命预测工具有助于对植入的线材项目得出结论,以及利用镍钛合金线材的温度依赖性。

正如 Pelton 等人研究的那样,镍钛诺的机械性能变化与克劳修斯-克拉佩龙关系的热性能变化密切相关:

式中,σ为平台应力,T为试验温度,ε为相变应变,ΔH为单位体积相变焓。如图 1 所示,活性 Af 为 11°C 的超弹性镍钛诺线随着测试温度和活性 Af 之间的差异增加而表现出上部平台应力增加。

图 1:测试温度对 Active Af 为 11°C 的镍钛合金丝的影响。

这种测试方法的目的是为那些使用医疗设备的工程师提供有关镍钛合金超弹性线的温度敏感性的更多信息。为当前研究完成的线材拉伸测试遵循与先前发表的作品中发现的类似趋势。已经发现拉伸测试以及疲劳测试的温度是最重要的。微调适当的 Active Af 对于评估镍钛诺性能同样重要。除了超弹性 NiTi 线材的拉伸测试外,克劳修斯-克拉佩龙关系还适用于 RBT。通过利用六个不同的测试温度 ΔT 和 Active Af,可以得出拉伸测试数据的相关性。

图 2 显示了在 Ø=2.16 mm 的供应材料中发现的夹杂物。这些非均匀的微观不连续性被发现为单个颗粒或长纵梁,很好地分散在 NiTi 基体中。扫描电子显微镜-背散射电子成像 (SEMBEI) 显示发现的最长暗特征。在测试体积内,特征是多种尺寸的夹杂物和空隙的组合。根据能量色散 X 射线光谱 (EDS),在 5000 倍放大后,图 2 中的特定夹杂物含有的钛多于周围 NiTi 的主体。

图 2:在 5000X 下 2.16 毫米原材料上发现的典型特征。

二、材料和方法

来自同一钢锭截面的镍钛诺圆线从 2.16 毫米冷加工到 0.323 毫米,在最终拉丝模具序列中名义上减少了 45% 的面积。然后将材料直接退火以显示以下活性 Af 值:3.20°C、12.0°C 和 20.8°C,通过弯曲和自由恢复进行测试。这三种材料条件的直接退火工艺是在相同的惰性气氛、温度下的时间和张力下完成的。热处理温度是镍钛丝加工过程中唯一需要调整的变量。正如所记载的那样,镍钛合金材料中应力和应变随温度变化的依赖性遵循克劳修斯-克拉佩龙关系。该关系表明,在热处理样品时以及随后的测试过程中,必须考虑测试温度与活性 Af 的差异。

拉伸测试和 RBT 测试在标称温度 22.0°C 和 37.0°C 下进行;这些温度被选为最终医疗级线材设备的常见测试和操作温度。使用 Positool 旋转梁 U 型弯曲线材旋转疲劳试验机 (10-040) 来评估 Niti 圆线材的疲劳性能。测试在温控水浴中完成。测试了以下应变水平 (%):0.80、0.90、1.00、1.50、2.00、2.50。在 2.50% 的最高应变水平下,测试了 10 个样本;在剩余的应变水平上测试了七个样品。测试完成是基于金属丝断裂或达到每个应变水平的用尽标准。测试协议允许线材旋转多达 1 亿个交替周期。材料以每分钟 3,600 转 (RPM) 的恒定频率循环。

三、实验结果

本实验评估了六个 ΔT 值。∆T 的计算方法如下面的公式 2 所示:

温差范围如下:1.20°C、10.0°C、16.2°C、18.8°C、25.0°C和33.8°C。室温机械测试的结果见表 1。在表 2 中,相同材料的平均机械性能是在体温下测试的。在拉伸测试期间,材料循环到 8% 应变,然后恢复到 0% 应变,然后拉至失效。上平台应力在 4% 偏移量下测得。22°C 测试在环境空气中完成,而 37°C 测试在环境室中进行。

表 1:室温下的平均机械特性

表 2:体温下的平均机械性能

图 3 中的下图绘制了表中的数据,以更好地表示测试温度对平台应力的影响。温度变化 15°C 时,上部平台应力会增加大约 7% - 8%。可以推断出材料应力随着 Active Af 的增加而降低,或者换句话说,上平台应力与 ΔT 成正比。

图 3:测试温度对上部平台应力的影响。

镍钛诺疲劳数据通常绘制在 ε-N 曲线上,如图 4 和 5 所示。在体温下,平均疲劳寿命与选定应变水平下的活动 Af 和测试温度之间的 ΔT 成反比。正如预期的那样,当材料在体温下循环时,发现了类似的趋势。这些趋势与拉伸测试的结果一致。从数据中可以推断,如果线材具有更大的应力状态,那么它在交替循环次数更少的情况下更容易发生故障。

图 4:0.323 mm NiTi 线的室温 RBT 测试。

图 5:0.323 mm NiTi 线的体温 RBT 测试。

在室温下,12.0°C 的活性 Af 材料在 0.80% 的应变下达到耗尽,如箭头所示。20.8°C 活性 Af 材料在 0.90% 应变测试期间会耗尽。表 3 列出了室温 (RT) 和体温 (BT) 下拉伸和 RBT 测试的趋势。

表 3:数据趋势

通过使用 SEM-BEI 和 EDS 功能,对断裂表面的形态和化学成分进行了全面评估并进行了比较。断裂面一般位于应力集中的平面和横向平面上,材料中有明显的条纹。没有观察到明显的总塑性变形,例如颈缩或弯曲。此外,断裂表面是典型的疲劳断裂机制,部分是由于其余横截面的韧性断裂机制。发现的外部结构显示出不同程度的钛、碳、氧和不同大小的少量镍。断裂面上的径向标记表明在断裂起点处有一个非金属夹杂物的单一起爆点;其他表面在断裂面上有径向标记,表明每个样品表面的小区域内有多个裂纹起始点。

下图(图 6 和 7)显示了因疲劳断裂而断裂的线段的配合侧(A 和 B)。图 6a 和 7a 显示了嵌入表面的夹杂物,而图 6b 和 7b 显示了缺失缺陷形成的空腔。样品经过热处理以具有 20.8°C 的活性 Af,并在体温下在 0.80% 交变应变下进行 RBT 评估。图 8 中的 EDS 分析显示了主要是 Ti 和 C 化合物的光谱。

图 6a 和 6b:在 1500X 下匹配断裂面 A 和 B。

图 7a 和 7b:在 10000X 下匹配断裂面 A 和 B。

图 8:夹杂物的 EDS 谱

对于大多数线材样品,无论交变应变水平、测试温度和活性 Af 如何,断裂表面都显示出夹杂物和径向标记。在高应变水平下,线材的外表面粗糙且边缘呈锯齿状,如图 9a 所示,而在低应变水平下,线材的外圆度完好无损,如图 9b 所示。一些脆性陶瓷夹杂物 ( 图 10a 和 10b) 分开,可以位于配合面的两侧。在极少数情况下,在观察到的起源区域中不存在夹杂物或预先存在的不连续性,在线断裂表面上发现了小的二次裂纹(图 11)。当观察到有棱角的凹坑,但没有发现夹杂物时,夹杂物可能曾经存在于该位置,但在断裂后脱落。之前的研究也发现了类似的缺陷。

图 9a 和 9b:在 200X 下,2.50% 的高应变水平下的粗糙外线表面和 0.80% 的低应变水平下的光滑外线表面。

图 10a 和 10b:12.0 BT 的 A 面和 B 面 0.80% 脆性夹杂物分裂,位于两个断裂面上,放大倍数为 10000X。

图 11:在 1500X 的断裂面上发现的小二次裂纹。

四、讨论

正如一般趋势所表明的那样,室温下的疲劳寿命远大于那些在体温下测试的样品。此外,室温测试样本的平台应力小于体温测试的样本,这是从拉伸测试中得出的。这两种纪念活动都与克劳修斯-克拉佩龙关系的影响同时发生。应力诱导马氏体 (SIM) 应变水平传统上通过 σ-ε 曲线的加载平台的开始来近似。在此应变水平下,材料将经历相变,其中局部马氏体结构出现在被测材料的母体中。不同的热处理温度应该在样品之间改变这个值。在与测试温差 (ΔT=|1.2°C|) 具有最小 Active Af 的材料中发现了表现出最佳 RBT 磨损寿命的材料。具有最大温度分布 (ΔT=|33.8°C|) 的材料在选定的应变水平下完成的交替循环次数最少。

五、总结与结语

在上述研究中,使用镍钛诺管试图得出具有相同活性 Af 的材料特性的结论。在目前的研究中,Niti 圆线正在调查中,从而避免了 Lopes 等人遇到的测试问题。管子的过早失效归因于管子内径上的缺陷;相反,通过测试圆线样品,消除了这些错误。此外,在推导绝对属性关系时,实心圆线提供了一致的结果,因为内部应力横跨恒定的横截面。

继续研究应该在 SIM 应变水平附近集中测试更大的样本集。从此类测试中积累的数据集将更能代表基体结构的临界相变,这会对材料性能和疲劳性能产生巨大变化。在此初步工作中,并非所有样品都用完了;然而,这项介绍性工作的验证正在进行中。根据生成的 ε-N 曲线,在高交替应变水平下进行的测试表明,样品中增加的应变水平与预期的完整交替周期数成反比。当在 SIM 应变水平附近的中间应变水平进行测试时,由于奥氏体向马氏体结构的局部局部转变,这些值会出现偏差,但大多数情况下都遵循与其他应变水平相似的趋势。当试样制备得当时,DSC 测试可用作奥氏体向马氏体相变的指标,并有助于确定出现 R 相的可能性。最后,相和析出物应在断裂表面确定。

当与拉伸测试结果结合使用时,通过弯曲耐久性测试获得的值对于最终设备设计至关重要。通过初步结果,已经注意到在环境温度和体温下测试的材料的疲劳寿命显示出对 Active Af 的依赖性。相对于 RBT,疲劳寿命和 ΔT 成反比。比较时,活性奥氏体表面处理温度和测试温度差异最小的线材已显示在选定的应变水平下能够承受更多的交替循环。此外,具有离所选测试温度最远的 Active Af 的线材通过拉伸测试表现出更高的加载平台应力,并随后降低疲劳寿命。优化平台、测试温度、Active Af 和疲劳性能的平衡将指导医疗设备工程师选择最合适的镍钛合金丝。

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六、合金相变温度是什么?

合金相变温度是指在一定的温度、压强(有时也在一定的电场或磁场)作用下,合金由一个相到另一个相的转变。合金可因某个物理量的不同而处于不同的相,也可由于原子排列方式即晶体结构的不同而处于不同的相。前者如超导体的正常相与超导相。在高压下,由几种不同化学组分构成合金,可因结构的不同而具有许多相。

如由锌(Zn)、及铜(Cu)构成的黄铜合金,当Zn原子百分比小于38%时,原子按面心立方体形式排列,称α相;当Zn原子百分比达50%左右时,原子按体心立方体形式排列,称β相;当Zn原子百分比分别是62%及75%时,原子分别以复杂立方体及六角形排列,分别称为γ相及ε相。

七、金属多少温度会发生相变?

不同金属发生相变的温度不同。以钢铁为例是200-350℃。一般铁碳合金(泛指钢铁)在200-350℃之间加热时,冷却后表面颜色由各种黄色到蓝色紫色表现不同。如,300℃加热后为正蓝色。而加热温度超过400℃,其冷后表面颜色则不再改变,均为灰色。

金属的相变是指,加热金属,本来是固体的金属超过某一温度后溶化变为液体。这种物体状态发生的变化叫作相变化。 金属相变的条件是温度和压力。

八、测油温度的仪器?

有多种,根据不同需求可以选择不同的设备。近年来,随着科技的发展,越来越多的智能化测温设备已经投入使用,比如红外线测温仪、温度计、电子温度控制仪等。这些设备都具有高精度、快速响应、易读数等优点,能够更加有效的帮助人们实现油温的测量。

九、测沙子温度的仪器?

品牌:Model 3150红外测沙仪

功能:测量自然水体中的含沙量。

检测对象:水池、江河等自然水体。

原理:红外光传感器发射的红外光照射到含沙水样,根据返回散射光的强弱来分析水体中的含沙量。

泥沙的分布、扩散、沉降会影响港口、航道和生态环境,Insite品牌的3150红外测沙仪是一种测量自然水体中含沙量的仪器。

原理:Model 3150红外测沙仪浑浊的自然水体的光谱反射率比洁净的自然水体的高,当红外光通过悬浮泥沙水体时,溶质要吸收光能,吸收的数量与吸收介质及深度有关,同时泥沙颗粒要对光进行散射。仪器的红外光传感器发射的红外光照射到含沙水样,当红外光通过浑浊液,透射光的强度减弱了。被减弱的光一部分被吸收,一部分被散射到其他方向。红外光在水体中衰减率高,越浑浊的水散射回来的红外光越强。根据返回散射光的强弱来确认水体中的含沙量。含沙量的实时变化转换为大小不同的电信号,载有含沙量信息的电信号经数据采集系统处理并转换为有效信息,终以数字形式被读取,进而分析海水中的含沙量,为海洋水文动力学提供数据。

十、温度测量最精确仪器?

温度测量最精确的仪器是铂电阻温度计(Platinum Resistance Thermometer,PRT)。它是一种传感器,使用铂电阻材料来测量温度。铂电阻材料的电阻随着温度的变化而变化。通常,该电阻是在附近的电路中测量的,并转换为相应的温度读数。

PRT具有高精度和稳定性,通常能够提供高达0.001摄氏度的精度。同时,铂电阻材料具有很高的线性度,使其能够在大范围内保持相对较精确的温度读数。此外,PRT也适用于广泛的温度范围内(例如从-200摄氏度至+850摄氏度),使其成为最常用的常规温度测量仪器之一。

The End
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