Fe—Mn—Si形状记忆合金在不同热机械循环条件下γ→ε马氏体…

测定了Ｆｅ－３３．７（ｗｔ）％Ｍｎ－５．２２（ｗｔ）％Ｓｉ形状记忆合金在不同变量和不同回复温度的热机械循环（简称“训练”）条件下的形状记忆效应（ＳＭＥ）。通过电子显微分析观察以应力诱发马氏体均为薄片层组织，在应变量过大或回复不良分的训练过程中，位错的增殖会破坏的这种片层组织并影响晶本学的可逆性，同时使形状记忆效应恶化。     

热机械训练过程中Fe-Mn-Si系形状记忆合金的组织演变

采用金相、XRD、SEM和TEM等对Fe-Mn-Si系形状记忆合金在热机械训练过程中组织的演变进行研究。结果表明:热机械训练是应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变过程的重复。训练前的组织中几乎不存在马氏体,训练后合金中应力诱发的ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少。同时,晶体中的马氏体呈现ε马氏体区域择优取向,过多(5次以上)训练后,合金基体内部形成大量位错缠结。     

热机械循环方法对训练NiTi合金双程形状记忆效应的影响

采用4种典型的热机械循环方法训练获取具有双程形状记忆效应的镍钛合金丝,从双程形状回复量、高温相形状、低温相形状和相变温度的变化等方面系统研究了训练方法对双程形状记忆效应训练效果的影响.结果表明,在不同训练方法中镍钛合金丝被加载应变时所处的物质相态的差异是造成不同训练效果的主要原因,其中在马氏体相变过程中因加栽引入的位错最有利于双程形状记忆效应的形成.     

Fe-Mn-Si记忆合金中应力诱发γ→εM的相变机制

通过高分辨透射电镜观察得知,Fe-25%Mn-4.5%Si-1%Cr-2%Ni形状记忆合金中母相γ的亚结构主要是平行分布的、不同程度重叠的层错.母相的这一亚结构特征决定随应力诱发相变进行的程度不同,可分别形成单片状和多层状两类不同形态的ε马氏体(εM),这由透射电镜观察得到了证实.这两类不同形态εM的逆相变特征亦不相同,单片状εM在逆相变时能保持较好的晶体学可逆性,有利于形状记忆效应,而多层状εM由于受到层间界面的制约,逆相变后残留下较多晶体缺陷,对形状恢复不利.     

热机械训练对Fe-Mn-Si系形状记忆合金记忆效应及组织结构的影响

研究了热机械训练次数对Fe-Mn-Si系形状记忆合金记忆效应的影响。结果表明,随着训练次数的增加,合金可回复应变先增加后降低,3次热机械训练后合金的回复率达到最高1.95%。微观结构分析表明,记忆效应在初始阶段升高的原因主要归结于热机械训练诱发马氏体择优取向,ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少,多次(4次以后)训练回复率降低则主要是由于合金基体内部形成大量位错缠结,产生不可逆塑性变形所致。     

热机械循环训练对Fe—Mn—Si系形状记忆合金组织和性能的影响

研究了热机械循环训练对Fe-15Mn-5si-8Cr-4Ni形状记忆合金的形状记忆效应和耐腐蚀性能的影响,结果表明,合金的形状记忆效应随热机械训练次数的增加而增加,在训练3次时达到最大值,恢复率为75.3％（预变形量375％）,此时合金的形状记忆效应是最好的,训练次数再继续提高对合金的记忆效应并没有多大的影响甚至会下降。随着循环次数的增加,合金的耐腐蚀性能呈下降的趋势,这主要是热机械循环训练造成了大量的晶体缺陷,碳化物容易在缺陷处形核长大,从而导致合金耐腐蚀性能的降低。     

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。     

快速凝固对Fe-Mn-Si系形状记忆合金组织和性能的影响

研究了快速凝固对Fe-Mn-Si系形状记忆合金组织和性能的影响.结果表明,快速凝固由于大大细化了组织,从而导致合金屈服强度提高,同时,快速凝固试样内部容易产生较多的α'马氏体,这种预存的马氏体也有助于提高基体的强度,从而抑制不可逆塑性变形的产生,让更多的变形由应力诱发ε马氏体来承担,和轧制试样相比,形状记忆效应约提高1...     

不同淬火态Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金热机械循环训练效果的研究

研究了热机械循环训练对不同淬火态Ｆｅ－１８Ｍｎ－５Ｓｉ－８Ｃｒ－４Ｎｉ记忆合金形状记忆效应的影响。结果表明：当热机械循环训练工艺为４．３３％变形加９２３Ｋ中间退火时,合金在淬火温度分别为１０２３Ｋ和１１２３Ｋ时的形状回复率都随循环次数的增加而增加。在淬火温度分别为９２３Ｋ和１３２３Ｋ时,合金的形状回复率随循环次数的增加达到最大值后将随次数的增加而下降（９２３Ｋ淬火达到最大值的次数为３次,１３２３Ｋ淬火时为２次）。但是当在１１２３Ｋ淬火时,训练后合金的形状回复率最高,达到８８％;在１３２３Ｋ淬火时,训练的效果最显著,最大值比训练前提高了６８％;淬火温度为９２３Ｋ时,热机械循环训练的效果最不显著,最大值权比训练前提高了１１％。     

机械合金化和粉末冶金法制备Fe-Mn-Si基形状记忆合金的研究进展

铁基形状记忆合金由于价格低廉、强度高、加工性能好、可焊接等优点引起广泛重视。机械合金化(MA)和粉末冶金(PM)作为制备材料的新工艺,可以用来制备性能优越的形状记忆合金。本文详述了机械合金化和粉末冶金工艺在制备Fe-Mn-Si基形状记忆合金过程中对合金相变、组织与性能的影响,以及此类合金在新领域的应用。最后提出了现阶段在研究MA/PM工艺制备Fe-Mn-Si基SMA中有关工艺参数、相变机制以及回复应力和低温应力松弛所存在的问题。     

Fe-Mn-Si基形状记忆合金在管接头方面的研究及应用

回顾了形状记忆合金的发展历史,阐述了Fe-Mn-Si基形状记忆合金的形状记忆机制及其管接头的连接原理,分析了Fe-Mn-Si基形状记忆合金在价廉管接头方面的研究现状,并提出了在这一研究热点中尚待解决的问题.     

一种形状记忆合金双程记忆效应热机械训练装置的研制

一种自行研制的形状记忆合金双程记忆效应的热机械训练装置由机械平台、滚动测量模块、电流控制器、温度传感器和数据采集系统构成.该装置通过安装在滚动测量模块上的光电编码器测量记忆合金型材在训练过程中的形状变化,采用温度传感器测量其温度变化,以基于功率放大器的电流控制器控制其加热电流,并通过数据采集控制系统对训练数据进行采集、显示、存储.结果表明,该装置能有效训练形状记忆合金的双程记忆效应,适用于多种热机械训练方法和多种形状记忆合金型材,更具普适性和灵活性.     

Co-Ni磁控形状记忆合金的相变及显微结构

Ｃｏ基合金中存在从ｆｃｃ到ｈｃｐ的马氏体相变，其奥氏体－马氏体界面完全共格，层错能较低，马氏体相变的驱动力很小，易通过外磁场诱发ａ／６〈１１２〉Ｓｈｏｃｋｌｅｙ不全位错的移动引起相变而产生对外的应变输出，是一种理想的磁控形状记忆候选材料。本文研究了Ｃｏ－Ｎｉ合金的金相组织和透射电子显微结构，测定了一组Ｃｏ－Ｎｉ合金的马氏体相变及其逆转变温度。研究表明：Ｃｏ－Ｎｉ合金的马氏体组织呈有规则的条片状，马氏体相变温度随Ｎｉ含量的增加而降低，其母相中存在层错，母相的饱和磁化强度高达１２４Ａｍ２·ｋｇ－１，是典型磁控形状记忆材料Ｎｉ２ＭｎＧａ的近两倍。     

激光焊对Fe-Mn-Si系形状记忆合金焊缝区组织和性能的影响

研究了激光焊对Fe-Mn-Si系形状记忆合金焊缝区组织和性能的影响,结果表明,激光焊焊缝区组织显著细化,大大提高基体的强度,同时,由于激光焊焊缝过冷度大,容易产生较多的层错,这些层错有利于应力诱发ε马氏体形核,从而显著提高焊缝区的形状记忆效应,和母材相比,提高幅度达40%~178%左右;在模拟油田介质情况下,激光焊焊缝耐腐蚀性能高于母材,这是因为,激光焊焊缝组织细小均匀,在腐蚀过程中产生钝化现象,同时也降低了腐蚀电池的电位差,从而降低了合金的腐蚀速度,提高耐腐蚀性能。     

不同预应变量Fe-30Mn-6Si-5Cr形状记忆合金热机械训练效果研究

研究了几种不同预应变量Ｆｅ３０Ｍｎ６Ｓｉ５Ｃｒ合金经室温预应变－４５０℃回火６次训练ＳＭＥ的变化；结果表明训练效果对预应变量有明显的依赖关系，预应变量εｐ为１％左右时６次训练恢复率没有明显变化，而εｐ为３％～４％时，恢复率显著提高，最大形变恢复率分别达９３％、７８％，εｐ大于５．５％后，第６次训练恢复率开始下降。并用金相及Ｘ射线衍射研究了εｐ分别为３％、５．５％的合金训练过程中微结构的变化。     

Cu-Zn-Al 形状记忆合金热弹性马氏体相变临界驱动力的估算

发展了新的估算 Cu-Zn-Al 合金热弹性马氏体相变临界驱动力方法。由测量合金的杨氏模量及估算马氏体内的储存能量(层错能),所得的临界驱动力数值与量热法测得热效应后换算的近似值非常接近。     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金中一种新的热机械循环训练机制

研究了热机械循环训练对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系合金形状记忆效应的影响.结果表明对于不同碳含量的3种合金,只要中间退火温度选择适当,热机械循环训练都可显著提高合金的形状记忆效应.合金的最佳中间退火温度随碳含量的增加而升高.含碳最低(＜0.02%)合金的最佳中间退火温度为550℃,而含碳0.18%舍金的最佳退火温度高达1050℃.经TEM分析,发现对于低含碳量(≤0.12%)的两种合金,热机械循环训练提高合金形状记忆效应的机制是层错增加机制;而对于含碳量0.18%的合金,其机制是第二相的析出作用.     

预变形温度对Fe—Mn—Si—Ni—Cr合金形状记忆效应及γ←→ε转变的影响

研究了不同预变形温度下Ｆｅ－２５Ｍｎ－４Ｓｉ－２Ｎｉ－Ｃｒ合金的形状记忆效应和γ←→转变。结果表明，在２０３Ｋ进行预变形可以获得最大形状恢复率；适当降低预变形温度有利于应国诱发马氏体转变和形状忘儿应；但在７７Ｋ进行６％的预变形会使ε马氏体交割处产生全位错，不利于逆转变和形状记忆效应。     

TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

综述了Ti-Ni基高温形状记忆合金中的马氏体相变和形状记忆效应最近研究进展。Ti-Ni基高温形状记忆合金主要包括用Ti-Ni-Pd,Ti-Ni-Pt,Ti-Ni-Zr和Ti-Ni-Hf等。对Ti-Ni基高温形状记忆合金体材料、薄带和薄膜中的马氏体相变、组织结构、形状记忆效应以及超弹性性能等进行了评述和归纳。值得注意的是,通过适当的时效处理可调节相变温度,显著改善Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的开头记忆效应和超弹性性能,其主要原因在于时效的Ti-Ni-Hf合金中析出纳米级析出相导致基体强度升高。采取适当的制备和加工方法,提高合金的马氏体相变温度,改善合金的开头记忆效应,是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。     

热作模具钢在高温热机械应力循环下的疲劳断裂行为

研究了热作模具钢在应力控制下的等温疲劳和同相热机械疲劳寿命，发现在相同的应力幅下，同相热机械疲劳寿命低于上限温度的等温疲劳寿命。通过研究疲劳过程中的循环应变响应和疲劳断口特征时发现，等温疲劳条件下，滞后环朝压缩方向发展，疲劳裂纹主要为穿晶萌生与扩展；在热机械疲劳条件下，滞后环朝拉伸方向发展，疲劳裂纹主要沿晶萌生与扩展。这是导致同相热机械疲劳寿命低于等温疲劳的主要原因。