《马氏体相变》讲座

第四讲形变诱发马氏体相变今天我们将要讨论形变对马氏体相变的影响。我们知道,马氏体相变是位移式的,因此对弹性应力和范性应变是敏感的。许多年前,我们曾利用范性形变的影响来测定T_(?),即母相奥氏体与产物相马氏体自由能相等的温度。由图4—1可以看出,在含27至35％(原子)Ni的铁镍合金中,Ms温度随镍含量的增加而降低。当一个给定合金(例如含30％镍)冷却到低于Ms温     

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。     

外加载荷对热弹性马氏体正-逆相变影响机制的相场模拟研究

本工作建立了一种新的马氏体逆相变的相场模型,以Cu-Al-Ni合金为例,研究了热弹性马氏体正相变和逆相变的演化规律,揭示了热弹性马氏体的形状记忆效应。同时模拟了拉伸释放弹性应变能这种机制对热弹性马氏体相变和热弹性马氏体逆相变的作用,研究了外加载荷对马氏体逆相变温度As的影响。模拟结果表明：应变能是形状记忆合金马氏体相变的阻力,是其逆相变的驱动力。在马氏体正相变过程中,拉伸载荷释放了应变能,降低了相变阻力,从而对马氏体相变起促进作用;在马氏体的逆相变过程中,由于拉伸载荷降低了马氏体所储存的应变能,因而降低了逆相变过程的驱动力,使合金逆相变As温度升高,进而提高了热弹性马氏体的低温稳定性。模拟结果与实验结果相一致。     

热弹性马氏体相变热力学

阐明了热弹性马氏体相变的热力学性质、相变临界温度的特点及相变驱动力与温度和应力的函数关系。讨论了有序度和应变能对相变温度影响的热力学处理。简介 Landau-Devonshire-Grinzberg 理论及其对马氏体相变的应用。以 Landau 表达式解释热弹性马氏体相变的弹性、伪弹性和铁弹性。评述母相有序化影响M(?)的 Landau 处理,提出了母相及马氏体内有序化时近邻原子的交互作用及相对大小影响 M(?)的模型。引述以 Landau 式求应力场下的热滞。     

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．     

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。     

仪表用新材料—形状记忆合金

简述马氏体相变中的热弹性、伪弹性和形状记忆效应、概略介绍形状记忆合金的条件及其特性;举例说明形状记忆合金在工业上的应用,包括在控温仪表中的一些应用。最后根据目前的认识,阐明形状记忆效应的机制。     

铁基形状记忆合金马氏体相变研究进展

铁基形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性取决于合金的马氏体相变特征,掌握铁基合金的马氏体相变规律是开发和优化铁基形状记忆合金的前提。根据马氏体相变类型将目前发现的铁基形状记忆合金分成3类：Fe-Mn-Si系,Fe-Ni-Co系和Fe-Pt／Fe-Pd系,分别阐述了3类铁基形状记忆合金马氏体相变的研究进展,总结了铁基合金形状记忆效应的不同机理和影响马氏体相变特征的各种因素,探讨了开发新型铁基形状记忆合金的需要关注的方向。     

形状记忆合金及其应用

本文简要介绍了形状记忆合金中的热弹性马氏体转变、相变伪弹性和形状记忆效应。目前镍钛合金和铜基合金已被广泛应用,如在医疗和自动控制技术中。在智能机器人的研制中形状记忆合金具有主要作用。     

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.     

形状记忆材料的新进展

除高分子形状记忆材料外,按目前发展态势,将形状记忆材料分为四类(1)具热弹性马氏体相变、呈温控形状记忆效应(SME)的材料,(2)具半热弹性马氏体相变,由应力诱发马氏体,呈SME的材料,(3)具热弹性马氏体相变、由温控及磁控呈SME的铁磁材料,(4)具热弹性马氏体相变,在马氏体态由磁控呈现SME的材料.简述前一、二类材料的发展现状.阐述三、四类材料的研究现状和应用前景.     

发展形状记忆材料的展望

根据马氏体相变的特征:代位原子无扩散切变,以不变平面应变进行形状改变,以及按群论应用于马氏体相变的表述式,导出材料具有形状记忆效应的条件,即只要形成单变体或接近单变体马氏体,防止阻碍形状记忆效应因素如位错的形成和材料通过马氏体相变及其逆相变就能显示形状记忆效应。     

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。     

退火工艺对冷拔Ti—Ni合金丝形状记忆效应及伪弹性的影响

Ti-49.1(at)%Ni 合金丝经40%冷拔加工后表现出线性伪弹性,平均弹性模量约40GPa,弹性行为不随应变速率变化而变化,冷拔试祥若在400℃经不同时间退火后.则表现出优良的相变伪弹性,伪弹性的屈服应力随退火时间延长而下降,当退火时间延长至10h 时,伪弹性消失,转变为形状记忆效应。当退火温度高于500℃时,试样的形状记忆效应随退火温度升高而下降。根据实验结果分析认为,若在给定温度下退火,则时间愈短,出现相变伪弹性的最低试验温度愈低。     

非热弹性马氏体相变的细观本构模型

为了更清楚地认识铁基合金经受非热弹性马氏体相变的本征特性,在细观尺度对非热弹性马氏体相变进行了研究.基于马氏体相变晶体学和内变量本构理论建立了非热弹性马氏体相变的细观本构模型.该模型采用微区相变应变、奥氏体及马氏体的塑性应变表征宏观的非弹性响应,把奥氏体和马氏体变体的等效塑性应变率和体积分数变化率作为内变量描述微观结构变化.模型采用J2流动理论描述微区塑性流动,与采用晶体塑性的描述方法相比模型更简单,且更适用于工程计算.单晶奥氏体单变体简单剪切的模拟结果表明:随着应变的增加,先发生奥氏体塑性变形,进而发生相变,马氏体体积分数与应变呈线性关系;温度较低时易发生马氏体相变并使得材料的强度提高.     

马氏体相变研究的新进展

综述作者近年对马氏体相交理论及应用研究的结果,包括:马氏体相变中间隙原子的扩散,铁基合金中马氏体相变热力学及其应用,即道理论及其在热弹性马氏体相变中的应用,奥氏体状态——淬火温度即淬火空位与位错的交互作用有序化及固溶强化对马氏体相变的影响,应用马氏体相变晶体学表象理论及群论于Cu—Zn—Al合金,淬火GC_(rl5)钢中等温马氏体形成的动力学、机制及其提高残余奥氏体稳定性的作用。评述马氏体回火致脆的机制,并在热力学和动力学研究基础上提出一个新的机制,以及低碳马氏体应用上应注意之处。     

TiNi记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

对近些年来有关ＴｉＮｉ记忆合金中马氏相变和形状记忆效应的最新研究成果进行综合评述。主要内容包括马氏体的形成，相变晶体学和变体自协作以及变形行为和形状记忆效应。     

钢的形变诱发马氏体相变和相变诱发塑性

在介稳奥氏体钢中,通过形变诱发马氏体相变,这被称之谓形变诱发马氏体相变。为了了解形变诱发马氏体相变的一般特征,就必须清楚外加应力和塑性应变对马氏体相变的两种作用。由于马氏体相变是通过原子的协同切变位移实现的,所以很容易明白:外加应力有助于相变。但是,关于外加应力是如何促使相变的,仍存在一些问题。此外,塑性应变对马氏体相变的作用也复杂得多。笔者认为,只有依据外加应力的影响而不是应变的影响方可以搞清形变诱发马氏体相变。当在形变过程中形成马氏体时,伸长率显著提高,这种现象被称为相变诱发塑性(TRIP)。本文讨论了 TRIP 的起因和关于 TRIP 的各种控制因素。此外,简要地介绍了 TRIP 现象在工业上的应用。     

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.     

轧制NTi合金的转变行为

NiTi形状记忆合金具有优良的耐磨和耐腐蚀性能,在从高温相到低温相(单斜)的热弹性马氏体转变,或是从高温相到中间相再向低温相转变中,会产生伪弹性和形状记忆效果.