Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)磁性形状记忆合金的相变

研究了非化学计量成分的多晶Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)系列合金的热弹性马氏体相变和磁相变.合金的马氏体相变温度Ms随Mn含量的增加而升高,当x＞4时,Ms已经升高到室温以上,而马氏体相变滞后△T随z的增大而减小;合金的磁相变温度TC随z增加而升高,但变化范围不大,在z＞2后,Tc保持在348 K左右.实验获得了一种具有实用前景的合金成分--Ni52Mn25Ga23合金,其马氏体相变温度在室温以上,相变滞后仅为5 K.     

Ga-Mn-Ni-Co磁驱动形状记忆合金的组织结构与相变

研究了Co掺杂对Ga2 MnNi磁性记忆合金马氏体相变行为、显微组织结构以及磁性能等的影响.结果表明:Co含量对Ga50 Mn25 Ni25xCox系列合金马氏体相变温度和晶格常数具有明显影响.Co原子数分数小于0.5％时,随着Co含量的增加,马氏体相变温度无显著变化,当Co原子数分数大于0.5％时,马氏体相变温度下降...     

Ni54Al25Fe21-xCox合金的马氏体相变和磁性转变

传统的β基Ni-Al-Fe形状记忆合金随Fe含量提高而呈铁磁性,因此可以发展为铁磁性形状记忆合金.通过金相显微分析、DSC、VSM和EDX方法,研究了Co含量x对Ni54 Al25Fe21-xCox合金马氏体相变和磁性的影响.发现该合金马氏体相变温度与x成正比关系,x每增加1at%,1623K淬火时马氏体相变温度约提高30K,1373K淬火时马氏体相变温度约提高38K.淬火温度降低会显著降低Ni54Al2Fe21-xCox合金的马氏体相变温度和Curie点Tc,但随着x的提高,淬火温度对马氏体相变温度和Tc的影响程度减小.Tc随x变化的幅度不大,在Tc-x曲线上出现最大值,为256K,对应于1623K淬火的Ni54Al25Fe19Co2合金.马氏体相变温度的变化与β相的平均s＋d总电子浓度变化有关,并首次提出Al含量和结构有序度两方面的变化共同影响Curie点.     

Ni50Mn26Ga24-yFey（y=0-23）磁性形状记忆合金的相变

制备了以Fe代Ga的Ni50Mn26Ga24-yFey（y=0-23）系列合金，研究了掺杂元素Fe对合金的马氏体相变温度、居里温度及相结构的影响，确定了合金成分与相变之间的变化规律。结果表明：掺杂元素Fe对Ni-Mn-Ga合金的马氏体相变的影响较为显著，当Fe含量（原子分数，下同）y≥12时，合金不显示热弹性马氏体相变过程，在具有母相结构的基础上有明显的第二相析出。合金的M5随Fe含量的增加而增加，合金的Tc随e／a的增大而增大。     

Co41Ni33Al26合金的再结晶、马氏体相变和铁磁特性

研究了Co41Ni33Al26铁磁性形状记忆合金的再结晶行为和组织变化规律,采用振动磁力计（VSM）和示差热分析仪（DSC）分析了合金磁性和马氏体相变特点。结果表明,经43．65％的大压下量冷轧变形的Co41Ni33Al26合金在低于1000℃发生再结晶,随着淬火温度的升高,合金中β相体积分数不断增加。冷轧组织中在β／γ相界面上有很多微裂纹,这是由于两相变形不协调而形成的,微裂纹的形成有利于合金的塑性变形,在高于1200℃处理时微裂纹消失,表现出“自愈合”能力。该合金的马氏体相变温度和居里点都随着淬火温度的升高而升高,居里点始终高于马氏体相变温度,且马氏体相的磁晶各向异性高于β母相的,说明该合金是很好的铁磁性形状记忆合金的候选材料。     

Ni52Ga28Fe20-xCOx合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相和SEM显微组织分析技术,示差扫描量热法（DSC）和振动磁力计（VSM）考察了Ni52GGa28Fe20-xCox合金中Co元素含量x对马氏体相变和铁磁性转变的影响,用粉末X射线衍射方法（XRD）分析马氏体相的结构类型．在x≤6的范围内Co代替Fe能够显著提高Ni52Ga28Fe20-xCox合金的马氏体相变温度,对铁磁性转变Curie点的影响不大．x每增加1可以使马氏体相变温度提高50—60K．低温淬火（773K／1h）对Ni52Ga28Fe20-xCox合金马氏体相变温度的影响不大,但使合金的Curie点提高20—30K．粉末XRD分析表明该合金系列经1423和773K两种温度处理后都只出现L10（2M）马氏体．     

低Nb含量Ni-Ti-Nb形状记忆合金的组织及相变特征

系统研究了低Nb含量(原子分数为4．5％)的Ni-Ti-Nb形状记忆合金的微观组织形态和相变特征以及预变形对相变滞后的影响．结果表明，Ni／Ti比的微小变化对合金的微观组织产生重要影响，从而影响合金的相变特征．低Nb含量的Ni-Ti-Nb形状记忆合金仍然具有宽滞后效应．研究了在相同温度下分别处于马氏体和奥氏体状态时低Nb合金的变形行为，并结合热弹性马氏体相变动力学作了相关解释．     

β基Ni52Ga28Fe20-xCox合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相和SEM，XRD，DSC和VSM研究了Co含量x对Ni52Ga28Fe20-xCox合金马氏体相变和铁磁性的影响。结果表明：x≤6％时（原子分数，下同），Co代替Fe显著提高合金的马氏体相变温度，每1％Co可以使马氏体相变温度提高50K～60K，但对Curie点的影响不大。淬火温度从1423K降低到773K对马氏体相变温度的影响不大，但使Curie点提高20K-30K，其原因是母相的B2→L21转变导致的有序化程度提高。粉末试样X射线衍射发现1423K和773K2种温度处理后都只出现L10（2M）晶体结构类型的马氏体，并且合金粉末化后降低了马氏体相变温度和增加了γ相的析出，但块状Ni52Ga28Fe17Co3合金773K淬火后为14M型马氏体。     

Co41Ni32Al27-xSix合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相显微组织分析技术、示差扫描量热法(DSC)和振动磁力计(VSM),考察了Co41Ni32Al27-xSix合金中Si元素含量x对马氏体相变和铁磁性转变的影响,用X射线衍射方法分析马氏体相的结构类型.增加x能够显著提高合金的马氏体相变温度,并且同时提高铁磁性转变Curie点;在x≤5的范围内,x增加1可以造成马氏体相变温度提高50-60 K,同时Curie点提高大约10 K;马氏体相的晶体结构仍然是L10型有序结构,但是随着x的增加,单胞体积减小.讨论了马氏体相变温度和Curie点同时提高的原因.     

Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相变、磁性与淬火温度的关系

Co-Ni-Al合金不仅可以作为铁磁性形状记忆合金,也是传统和高温形状记忆合金的候选材料,本文通过金相显微分析,DSC和VSM方法,研究了Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相变和Curie点随淬火温度变化的情况,结果发现该合金马氏体相变温度和Curie点与淬火温度成正比关系.马氏体相变的4种温度,即Ms、Mf、As和At基本平行变化,淬火温度每升高10℃,马氏体相变温度升高8～9℃,而Curie点升高6～7℃.其马氏体相变温度和Curie点随淬火温度的变化与基体相β的成分变化有关,β相中Al的含量随淬火温度升高而降低,因而马氏体相变温度和Curie点升高.并且发现随着淬火温度升高,Co40Ni33.5Al26.5合金马氏体相的磁晶各向异性有减弱的倾向.     

贝氏体相变的激发－台阶机制

简要总结了贝氏体相变切变及扩散控制台阶长大理论面临的主要问题．并首次基于台阶长大理论，提出贝氏体相变的激发－台阶机制及其相变模型．     

Cr5支承辊用钢马氏体相变的相变塑性研究

以Cr5支承辊用钢为研究材料,采用热模拟实验对单轴应力作用下马氏体相变的相变塑性进行了研究。介绍了从径向膨胀曲线分离出相变塑性应变的数据处理方法,并讨论了该方法带来的误差,分析了马氏体相变动力学对实验结果的影响。实验结果表明,在Cr5支承辊用钢马氏体相变结束时,相变塑性应变与应力成线性关系,Greenwood—Johnson模型中的相变塑性参数是与应力无关的常数。     

5CrNiMoV钢马氏体相变塑性和应力对其相变动力学的影响

利用DIL-805ADT动态相变膨胀仪测定了5CrNiMoV钢在低于奥氏体屈服强度的应力下的马氏体相变膨胀曲线,根据膨胀曲线分析并计算出了不同应力下Greenwood-Johnson相变塑性机制中的相变塑性系数k值和Koistinen-Marburger马氏体相变动力学模型中α和Ms的值,并且将Greenwood-Johnson模型和Leblond模型计算结果与实际试验值对比。结果显示:k值随应力的变化有所波动,但趋近于一个定值;通过对比,Leblond模型更符合试验结果;Ms点随着应力的增大呈现微小的上升趋势,说明小于或等于80 MPa 的应力对Ms点的影响不显著;拉应力下α值普遍大于无应力下的α值,压应力下α值普遍小于无应力下的α值,说明拉应力对相变有一定的促进作用,压应力对相变有一定的阻碍作用。     

相变中的界面

讨论了各类相变中的界面分类。重构型相变没有共格界面，相变产物形状也无系统性变化。位移型相变有完全共格或部分共格的界面，有可见的相变产物形状变化。完全共格界面出现在无成分变化的马氏体型相变以及有成分变化的扩散位移型相变中。这二种类型界面的迁移依靠台阶（马氏体相变中称之谓相变位错）的运动完成。部分共格界面也可能出现在马氏体型或较为少见的扩散型相变中。     

应力对珠光体相变动力学及相变塑性的影响

研究了应力对 45钢珠光体相变动力学及相变塑性的影响。发现外加应力对珠光体转变有显著影响。当外载增加时 ,相变孕育期减小 ,相变速度增加。同时 ,在弹性范围内 ,相变塑性系数也随外加应力增加而增加。并且得到了应力作用下珠光体相变动力学和相变塑性的计算模型 ,用该模型对珠光体转变过程的数值模拟计算结果与实验测试结果吻合。     

应力对钢中贝氏体相变的影响

外加应力使贝氏体相变形核率增大，等温孕育期缩短，即使所加应力远低于母相的屈服强度．由于钢中γ→α γ′的形核驱动力较大(约为kJ／mol数量级)，贝氏体相变的嘭胀应变能很小，过小的外加应力对形核率的影响甚微．考虑在外加应力的影响下，会使界面能量有所下降，也可能发生碳原子的再分布，偏聚在晶界或其它缺陷，甚至碳化物析出都会显著地增大形核率和缩短孕育期，有待进一步实验给予证明．无应力下，贝氏体相变动力学可以用Avrami的等温相变方程来表述；应力下则符合应力下铁索体及珠光体相变的动力学模型(经修改的Avrami方程)．形变奥氏体促发贝氏体相变，但随后会发生奥氏体的力学稳定化，其机制可能和马氏体相变时的奥氏体力学稳定化不完全相同，仅形变形成的位错阻碍贝氏体以一定位向长大，使相变动力学迟缓．贝氏体相变时奥氏体力学稳定化的模型有待建立。     

纯铁γ—α转变机制求索

依据前人的实验数据，运用传统计算方法，对纯铁γ-α转变扩散机制进行了检验，结果表明：完成转变需用时间的理论计算值与实验值有3－4个数量级的差异。根据非切变相变大多存在非共格相界的特点，由相界原子参与相变的设想提出了存在非共格相界的非切变相变“相界与母相原子联动位移”机制。运用热力学基本原理对“联动”和新相连续长大的条件进行了简要分析。对固态相变的分类提出了质颖并建议把“扩散型相变”限定为新相与母相化学成分不同的相变。     

GCr15钢离异共析转变前沿生长速度的计算

通过中断淬火试验,采用扫描电子显微镜研究了GCr15钢的离异共析转变。采用相变动力学方法计算了片状珠光体转变和离异共析转变前沿的生长速度。结果表明：过冷奥氏体剩余碳化物颗粒间距越小,离异共析转变临界过冷度就越大。     

贝氏体相变简介

钢、有色合金和一些陶瓷材料中都存在贝氏体相变。贝氏体钢正成为有益的工程材料。总结评述切变学派和扩散学派作者们以形貌、动力学或晶体学对贝氏体相变机制所持的论点。钢中贝氏体相变以过饱和铁素体开始形成之说迄未得到支持。一些实验已发现替代（置换）型合金元素在相界面上的偏聚，并以此所呈现的拖曳效应说明相变的不完全现象，切变学者以切变机制来解释这个现象，但此现象不是钢中贝氏体相变的普遍情况。贝氏体形成时呈现帐篷形浮突，不具不变平面应变特征；有时马氏体相变晶体学表象理论能近似地应用于贝氏体相变晶体学，但不能以此来判定其相变机制为扩散或切变。溶质拖曳效应以及高分辨电镜对相界面结构实验、热力学研究、磁场和应力场对贝氏体相变影响以及一些预相变现象都确证贝氏体相变籍扩散机制进行。本文作者定义贝氏体为：在Ms温度以上，经扩散相变的产物，多呈片状，形成时会在自由表面上呈现帐篷形浮突。提出贝氏体相变机制进一步研究和应用的展望。     

装甲钢马氏体相变塑性的实验研究

采用Gleeble热模拟实验机对装甲钢马氏体相变塑性进行了研究。通过对热变形中的热应变、组织应变和弹性应变进行分离,从总应变中分离了相变塑性,并得到了相变塑性的定量关系式,采用Greenwood-Johnson模型得到该种材料的相变塑性系数。分析结果表明,该种材料的相变塑性、组织应变和热应变是引起变形的主要原因,相变塑性与组织应变数值相当,在热处理变形分析中不容忽视;随着温度降低及马氏体体积分数增大,相变塑性迅速增大,马氏体体积分数达到0.8后,相变塑性基本保持不变;随着施加应力的增加,相变塑性逐渐增大,相变塑性与施加应力呈线性关系。文章研究结果不仅为该种材料热处理、焊接过程形状畸变和残余应力研究提供基础,还为该材料复杂热力学行为研究提供参考。