Properies and structure of the shape-memory melt spun CuAlNiMnTi(Zr) ribbons

The CuAlNiMnTi(Zr) alloys with 0 5% Mn and up to 1% Ti or Zr (in wt.%) were cast using melt spinning method at linear wheel rate 3.5 - 31 m/s. Fine grain ribbons with good shape memory effect within 0 - 200°C were obtained without an additional heat treatment. The microstructure was analyzed using optical, scanning and transmission electron microscopy, while their mechanical properties were examined in tensile test using Instron TT-DM machine. The martensite transformation in ribbons was found to be depressed to lower temperatures with decreasing grain size accordingly to the equation (...). The addition of grain refiners like Ti or Zr decreased grain size even to sub micron range. At the highest of applied linear wheel rate of 30.6 m/s a dissolution of Ti within Beta matrix was observed, while at lower rates the cubic Cu2TiAl type precipitates were formed. The ribbons containing CuAlNi 2wt.%Mn0.4wt.%Ti showed best mechanical properties.

---

Stopy CuAlNiMnTi(Zr) zawierające do 5% Mn i 1% Ti lub Zr (% wag.) zostały odlane na miedziany walec wirujący przy szybkości liniowej od 3.5 do 31 m/s, co pozwoliło uzyskać drobnoziarniste taśmy wykazujące pamięć kształtu w zakresie od 0 do 200 stopni C. Mikrostrukturę analizowano w mikroskopach optycznym, skaningowym i transmisyjnym, a własności mechaniczne oceniano w próbie rozciągania na maszynie Instron. Temperatura przemiany martenzytycznej w taśmach obniżała się wraz ze zmniejszeniem wielkości ziarna zgodnie z zależnością (…). Dodatek Ti lub Zr pozwolił uzyskać nawet submikronowe ziarno. Przy najwyższej z zastosowanych prędkości liniowej walca, tj. 30.6 m/s stwierdzono rozpuszczanie Ti w fazie Beta, podczas gdy przy odlewaniu z niższymi prędkościami dochodziło do tworzenia wydzieleń typu Cu2TiAl. Najlepsze własności mechaniczne wykazywały taśmy CuAlNi 2%wag.Mn0.4%wag.Ti.