热机械循环对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

以开发石油井管管接头材料为背景，主要研究了热机械循环中循环训练次数、变形量、中间退火温度对Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ合金的形状记忆效应（ＳＭＥ）的影响。结果表明训练２～３次，合金的ＳＭＥ有大幅度提高。继续训练，则提高不大。随着变形量增加，形状恢复率下降，但可恢复变形量增加。而最佳中间退火温度受合金成分的影响。本文通过金相观察、分析，对其机制进行了探讨。     

磁性形状记忆材料Ni-Mn-Ga,研究现状

Ni-Mn-Ga是一种新发展起来的磁性形状记忆材料,除具有较大的可逆恢复应变量和恢复力外,又具有很高的响应频率,是一种极具工程应用前景的新型功能材料。本文系统概述了Ni-Mn-Ga合金的晶体结构、马氏体相变、应力应变行为及其形状记忆效应机制的研究现状,并指出了需深入研究的问题。     

Co-x%Mn合金中的fcc→hcp相变和相关的形状记忆效应

Co-Mn合金是磁诱发形状记忆效应候选材料之一，本文制备了不同Mn含量的Co-Mn合金，研究了合金成分对Co-Mn二元合金中应力诱发γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变及形状记忆效应的影响作用，研究结果发现，对于能够发生γ→ε马氏体相变的Co-Mn合金，具有部分形状记忆效应；随着Mn含量的增加，马氏体量减小，基体的强度降低，导致合金的形状回复率和可回复应变均有不同程度的下降。     

掺杂元素对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变和磁性能的影响

研究了添加微量的Fe、Co、Al、Si合金元素对Ni-Mn-Ga合金的马氏体相变和磁性能的影响作用.结果表明微量Fe的掺杂可显著提高合金的马氏体相变温度(Ms)而不降低居里温度(Tc);掺Co后Ms基本不变而Tc明显升高;Al使Ms升高,Si使Ms降低,而对Tc均影响不大.微量的掺杂元素并不改变合金的晶体结构,掺杂合金仍然具有热弹性形状记忆效应,并且在磁场作用下可以产生增强的形状记忆效应.     

β—NiAl合金的马氏体相变与形状记忆效应

介绍了β－ＮｉＡｌ金属间化金属间化合物的热弹性马氏体相变与形状记忆效应及其韧化途径。     

多晶Fe—28Mn—4Si合金组织和形状记忆效应

以光学显微镜和透射电镜观察了Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的组织结构，并以弯曲法测定合金的形状记忆效应（ＳＭＥ）的大小，分析了多晶Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的组织结构及其与ＳＭＥ的关系，合金在室温下存在大量的层错和ε马氏体，ε马氏体这间及其与层错间呈现严重的交叉，以弯曲法测定了合金在Ｍｓ点以下和以上的ＳＭＥ，Ｍｓ以上无预存ε马氏体状态时所测得的ＳＭＥ远大于Ｍｓ以下有预存ε马氏体状态的ＳＭＥ，表明预存ε     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金焊接接头组织和形状记忆效应研究

利用扫描电镜、X射线衍射仪对Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金钨极氩弧焊(TIG焊)接头组织进行分析,并利于弯曲变形法考察了焊接接头的形状记忆效应.结果表明,焊缝区由于重熔形成了树枝晶组织,该树枝晶组织又具有胞状亚结构.焊缝区相组成与母材一样仍然是单相奥氏体(γ),变形后能发生应力诱发γ→ε马氏体相变,该相变加热后完全可逆.热影响区组织除晶粒长大外无其它改变.Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金经焊接后仍然保持良好的形状记忆效应.     

NiTiHf高温形状记忆合金的相变行为和形状记忆效应

利用透射电镜、X射线衍射仪和示差热分析仪系统分析了Ni49Ti36Hf15合金的相变行为及其形状记忆效应。结果表明，Ni49Ti36Hf15合金的热马氏体变体间构成典型的自协作组态，主要呈矛头状、镶嵌块状和楔状3种形态，亚结构主要为（001）复合孪晶。随着热循环次数的增加，相变温度降低，经50次热循环后，相变温度随热循环次数增加变化趋势不明显。固溶处理Ni49Ti36Hf15合金在20－184℃范围内弯曲变形时，呈现良好的形状记忆效应，其最大可恢复应变可达3％。形状恢复率随着弯曲变形温度的增加而下降，当弯曲变形温度大于317℃时，形状恢复率下降为0。     

Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5形状记忆合金多晶纤维的双程形状记忆效应

通过熔体抽拉技术制备Ni_50.1Mn_24.1Ga_20.3Fe_5.5多晶纤维,采用步进式热处理释放因快速凝固引起的内应力和缺陷,利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、XRD衍射仪对其微结构和相结构进行表征,采用动态机械拉伸仪测试其相变行为和双程形状记忆性能。结果表明:热处理后原子有序度显著提高,孪晶界平直,在恒应力作用下一个热循环中母相和马氏体相的形状得到完全恢复。双程形状记忆曲线显示了热弹性马氏体相变的两个基本特征:可逆性和热滞性。在热循环实验中,纤维被加载到198 MPa时,其马氏体态总应变达到1.32%。根据热机械拉伸测量,发现相变温度遵循Clausius-Clapeyron关系式。与诸如Ti-Ni和Cu-Al-Ni的其他合金相比,Fe掺杂的纤维显示出较小的应变-应力依赖性,在恒应变输出的驱动中是有益的。     

约束训练对低温Cu-Al-Mn合金形状记忆性能的影响

利用自制弹簧训练装置对Cu-Al-Mn低温形状记忆合金进行了约束训练，测定了训练前后弹簧低温形变量及马氏体相变点的变化。结果表明：进行适当的约束训练可以有效地提高弹簧的低温形变量，训练次数为30左右达到最好效果。训练对弹簧的马氏体相变点影响不大。     

淬火温度对冷拉态Fe—18Mn—5Si—8Cr—4Ni合金形状记忆效应的影响

研究了淬火温度对Ｆｅ－１８Ｍｎ－５Ｓｉ－８Ｃｒ－４Ｎｉ记忆合金形状记忆效应和显微组织的影响。结果表明：合金的形状回复率和可回复变形量都随淬火温度的升高而增加,冷加工过程中产生的应力诱发ε马氏体的量随淬火温度的升高而减少,在６５０℃时形状回复率和可回复变形量达到最大值,在７５０℃时应力诱发ε马氏体完全消失,随后形状回复率和可回复变形量随淬火温度的进一步升高而快速下降;但淬火温度高于７５０℃时应力诱发     

NiTi合金形状记忆效应的微观机制研究进展

NiTi合金具有优异的形状记忆功能和良好的生物体兼容性,近年来对它的应用研究受到工程界和医学界的重视,同时对NiTi合金形状记忆效应的微观机制的研究也在逐步深入.介绍了NiTi合金的主要特性及影响其形状记忆功能的主要因素,总结了NiTi合金的形状记忆效应和超弹性的微观机制研究现状,并指出了需对该合金进一步研究的一些问题.     

形状记忆Fe—Mn—Si合金中马氏体相变和扭转形变的恢复

研究了Ｆｅ－２９．４４Ｍｎ－６．２０Ｓｉ合金中的ｒ→←ε相变和顺磁性→→反铁磁性转变（以下简称磁转变）。用电阻测量跟踪了此过程。用Ｘ射线珩射法（ＸＲＤ０作了相分析。硅急剧增加六方相的电阻率，ε→ｒ相变表现为电阻降低，ｒ→ε转变表现为电阻升高。ＸＲＤ表明，淬火后样品除ｒ相外有少量六方ε相。扭转形变恢复率与形变量和形变前无热诱发马氏体存在有很大关系。     

Ar工作压强对磁控溅射Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆薄膜成分的影响

采用直流磁控溅射技术在单晶硅衬底上沉积Ni-Mn-Ga铁磁性形状记忆薄膜.试验结果表明,Ar工作压强对Ni-Mn-Ga薄膜化学成分有显著影响.Ni含量随Ar工作压强的升高呈先增加后减少的趋势,Mn含量呈先减少后增加的趋势,Ga含量几乎呈线性减少的趋势.随Ar工作压强的升高,薄膜的e/a值逐渐增大,薄膜的相变温度逐渐升高,室温下可以获得具有四方结构马氏体相的Ni-Mn-Ga薄膜.     

“预处理”和热处理对Cu-Al-Be合金形状记忆效应的影响

以Cu-11．28Al—0．41Be为对象，研究其单程记忆效应（OWME）、双程记忆效应（TWME），并探讨“预处理”和热处理工艺的影响。实验表明，“预处理”前，合金表现出一定的OWME和TWME，其中铸态和低温（720℃）正火态的回复率较高。‘预处理”后各试样的回复角度和TWME有所增加，但OWME的回复率却出现不同程度的下降。显微组织和结构是影响记忆性能的主要内在因素，铸态试样的晶界α相容易产生永久变形，不利于“预处理”后OWME的提高；正火态形状记忆效应与显微组织和空位缺陷等相关，较低温度（720℃）的正火处理有利于提高基体硬度，并获得适当的晶粒尺寸，减少滑移变形，同时还可降低空位浓度，从而提高形状记忆效应。     

Fe-Mn-Si-Ni-Co合金中形变诱发马氏体相变及形状记忆效应

通过拉伸试验、金相和透射电子显微分析,研究了Fe-25.6Mn-5.1Si-4.1Ni-1.8Co合金的形变诱发γ→ε马氏体相变与形状记忆效应。结果表明,变形温度从M_d点降至193K时,变形机制由位错滑移逐渐转变为形变诱发γ→ε马氏体相变,合金的形状记忆效应相应地近似呈线性提高。在138～193K之间变形时形状记忆效应保持稳定。文中通过分析形变诱发马氏体相变的应力-应变曲线,讨论了形状记忆效应与屈服应力之间的关系。     

部分循环对FeMnSi基合金形状记忆效应的研究

用Ｘ射线衍射及热膨胀法研究了预应变量为３％的两种ＦｅＭｎＳｉ形状记忆合金在室温－４５００℃区间加热时形状恢复量ε－马氏体量随温度的变化，结果表明ε－马氏体在晶体中处于不同的能量状态，４５０℃加热后仍有部分应力诱发ε马氏体没有转变，这是该系列合金形状不能完全恢复的原因之一；     

β－NiAl合金的马氏体相变与形状记忆效应

介绍了β－ＮｉＡｌ金属间化合物的热弹性马氏体相变与形状记忆效应及其韧化途径．     

高锰γ-MnFe合金双程形状记忆效应

以γ-MnFe高锰(Mn＞80%(原子分数)) 合金为研究对象,研究探索γ-MnFe合金的双程形状记忆效应(TWSME) .通过TEM和热膨胀法,研究不同预应变下γ-MnFe合金的TWSME.通过测量不同预应变条件下合金形状恢复率的变化,来研究γ-MnFe基合金的双程形状记忆效应和双程恢复量etw的影响因素,最后对1.6%预应变试样进行热循环训练,用DSC测量合金马氏体相变Ms和逆相变Af,发现热滞为2K,几乎达到无热滞的形状记忆效应.研究显示经过训练后的高锰γ-MnFe合金形状回复无热滞是由于二级反铁磁转变耦合一级马氏体相变,使得马氏体相变与逆相变热滞几乎为0.     

铁基形状记忆合金的研究进展和展望

铁基形状记忆合金由于价格低廉强度高、加工性能好、使用方便等优点引起广泛重视。本文较详细论述了９０年代以来国际上铁基形状记忆合金的研究进展和应用前景。