NiTi形状记忆合金马氏体相变研究

以NiTi合金为研究对象,在万能试验机上采用原位拉伸方法研究其马氏体相变的失稳情况。结果表明,NiTi合金马氏体形核时的应力应变曲线具有非线性变化特征。马氏体合并时,相变潜热增加了马氏体的形核功。马氏体分裂时,应力波动值较低。     

应力诱发马氏体相变滞后的研究

用Landau-Devonshire自由能理论可描述形状记忆合金伪弹性行为随温度变化的规律:温度上升,滞后环位置提高,滞后面积减小;到达临界温度T_c后,滞后全部消失。可是对CuZnAl单晶系统测定结果显示:滞后环位置随温度升高而升高,但滞后面积在一定温度范围内,却基本不变。对滞后环内变化规律的研究结果指出,滞后大小取决于应力诱发马氏体量的多少,马氏体量越多,则滞后面积越大。     

FeMnSi合金热马氏体和应力诱发马氏体相变与形状记忆效应的关系

通过研究预应变量３％的两种ＦｅＭｎＳｉ合金形状恢复量与ε－马氏体量随温度的变化，发现ε－马氏体在晶体中存在能量分布，使之在４５０℃回火不能完全逆转变，同时发现应变合金中储存弹性内应力，使材料在Ａｓ￣Ａｆ温度区间的膨胀与收缩系数不同。     

Fe-Mn-Si合金循环变形中马氏体相变和应变疲劳特性

用X射线衍射分析、扫描电镜观察以及应变疲劳试验研究表明,Fe-Mn-Si形状记忆合金在承受正负交变应力作用时,可相应地发生应力诱发γ(←→)ε马氏体相变及其逆相变.Fe-Mn-Si形状记忆合金循环变形过程中的应力诱发γ(←→)ε马氏体相变及其逆相变能降低应力集中,抑制塑性滑移变形,减少疲劳裂纹的形成和扩展,使合金具有较高的应变疲劳强度.其弯曲疲劳断口类呈脆性断裂.Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni试验合金在应变幅值为±1.5%下的应变疲劳寿命达1300次,是U71Mn轨钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢的10倍左右.     

外加拉应力对TiNi合金马氏体相变点Ms的影响

采用四点接线电阻法测定了外加拉应力作用下燃烧合成Ｔｉ５０Ｎｉ（ａｔ％）形状记忆合金马氏体相变点Ｍｓ的变化,并从宏观热力学和微观相变动力学两方面综合分析外力对ＴｉＮｉ合金马氏体相变点Ｍｓ的影响。在再结晶退火ＴｉＮｉ合金中,马氏体／母相界面间保持良好共格关系,外力的宏观热力学作用可使Ｍｓ上升,而从微观动力学方面看,外力可破坏界面的共格性,使界面可动性及Ｍｓ下降,两者作用相互抵消的结果导致Ｍｓ随外力增加变化不大;而在冷加工后回复退火ＴｉＮｉ中仍存在大量冷加工位错,其马氏体／母相界面间的共格性已遭到这些位错的明显破坏,外力通过微观相变动力学作用使Ｍｓ下降的趋势已很小,而主要是通过热力学作用使Ｍｓ值明显上升。     

Co—Ni合金磁诱发马氏体相变的热力学分析

从应力诱发马氏体相变热力学角度出发,分析了外磁场作用下具有高磁晶各向能的Co-Ni合金磁诱发马氏体相变热力学,并建立了新的数学模型。     

含LaNiAl合金马氏体相变的研究

探讨了富Ｎｉ的ＮｉＡｌ合金添加一定量稀土元素Ｌａ对马氏体相变的影响。结果表明，添加０．０５～０．１５ａｔ％Ｌａ能够抑制Ｎｉ３Ａｌ在晶界及晶内的析出，从而提高基体的Ｎｉ含量，使，Ａｔ，Ｍ，，Ｍｔ明显上升；加Ｌａ后ＮｉＡ１合金相变潜热较小，Ｎｉ６１ＡＩｘ－０．１Ｌａ合金的马氏体相变和马氏体逆相变潜热分别为０．４９Ｊ／ｇ和１．０１Ｊ／ｇ。     

MnCu合金马氏体相变和马氏体的内耗

本文对含Mn60-90wt-％的MnCu合金在123—423K温度范围内进行了低频和声频内耗测量,研究马氏体相变和马氏体中各种界面对内耗的贡献.结果指出,马氏体相变内耗可分解为两部分,即相变中的稳定内耗峰(阶梯变温测量时,T=0)和低温背景内耗.相变内耗主要是由马氏体和母相界面的运动产生的;低温背景内耗是由马氏体片间界面的运动产生的,且表现出强烈的振幅效应,其强弱决定于马氏体片间界面的数量.马氏体片间界面的运动产生的非线弹应变导致了附加的模量亏损和非线性共振行为.高Mn合金(Mn>80wt-％)中的弛豫型内耗峰研究指出,该峰的弛豫时间分布参数服从β=|β_0-β_Q/k_B T|.     

Fe-Mn-Si合金水泥约束下的应力诱发马氏体逆相变

采用X射线衍射分析、金相观察等对Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金在水泥基体约束状态下的应力诱发ε马氏体逆相变特征进行研究。结果表明,与非约束状态相比,试验合金在水泥基体约束下的逆相变的终止温度Af升高,而且预应变越大,Af越高。水泥基体约束限制Fe-Mn-Si合金变形协调是造成其逆相变困难的主要原因。     

Fe-Mn-Si合金不同变形条件下的马氏体相变特性

采用X射线衍射、透射电镜观察研究了Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金不同变形条件下的应力诱发ε马氏体相变及其形状记忆效应。研究表明,停载时间为0～10 min时,试验合金形状恢复率随停载时间的增加而迅速增大,停载时间超过10min时,虽然应力诱发ε马氏体量增多,但形状恢复率却减小,造成这一现象的原因是应力诱发ε马氏体的稳定化。合金试样停载10 min可以有效地提高合金的形状记忆恢复率。     

应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金疲劳过程影响的原位实验观察

利用长距离显微镜（QRMS）对经过精细抛光的试样表面进行观察，原位研究了TiNi形状记忆合金中应力诱发马氏体相变（SIMT）和逆相变对疲劳行为的影响。，包括对应力－应变响应和疲劳裂纹萌生和裂纹扩展规律的影响，并与普通金属的疲劳行为进行了对比。结果表明：TiNi形状记忆合金可逆的应力诱发马氏体相变有利于改善疲劳性能，然而也正是反复发生的SIMT引起 的滑移导致了疲劳裂纹的萌生。此外，在实验中还观察到若干反常的疲劳行为，如恒△K加载时裂纹扩展速率对裂纹长度的依赖性，裂纹扩展时的分叉以及疲劳试样表面出现的大量二次裂纹等现象。     

Fe-C-Mn-Si-Cr的马氏体开始转变点的热力学计算

在马氏体相变热力学与亚点阵模型基础上建立了Fe-C-Mn-Si-Cr系合金的马氏体相变自由能表达式,并采用Compaq Visual Fortran 6.5软件编写五元系计算程序;应用Thermo-Calc软件及TQ接口模块并结合大量实验数据,优化并计算Fe-C-Mn-Si-Cr系马氏体相变临界驱动力与合金成分的关系式,从而准确预测Fe-C-Mn-Si-Cr系合金的马氏体开始转变温度。     

INFLUENCE OF CRYSTALLIZATION TEMPERATURE ON PHASE TRANSFORMATION IN Ti-RICH NiTi THIN FILMS

ＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＣＲＹＳＴＡＬＬＩＺＡＴＩＯＮＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＯＮＰＨＡＳＥＴＲＡＮＳＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＮＴｉＲＩＣＨＮｉＴｉＴＨＩＮＦＩＬＭＳ①ＱｉＸｕａｎ１,ＧｕｏＬｉａｎｇ１,ＪｉａｎｇＢｏｈｏｎｇ１,ＸｕＤｏｎｇ２,ＱｉＺｈｅ...     

EFFECTS OF INTERSTITIAL IMPURITIES ON PHASE TRANSFORMATION OF Ti-Al ALLOYS

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｔｉｔａｎｉｕｍａｌｕｍｉｎｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｔｅｎｔｉｏｎｒｅｃｅｎｔｌｙａｓｃａｎｄｉｄａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｔｅｍ...     

Cu-Ni-Al形状记忆合金形变、相变以及裂纹形核的相互关系

采用金相显微镜和扫描电镜原位拉伸技术研究了Cu-Ni-Al形状记忆合金中的马氏体形变、马氏体相变以及微裂纹形核三者之间的关系。结果表明,拉伸时缺口前方首先形成可逆变的马氏体而不出现滑移带,微裂纹沿马氏体和母相界面形核,只有当裂纹扩展－段距离且应力集中足够大后,才有可能出现形变带,此时微裂纹将沿形变带和马氏体界面交替形核。     

Fe-Mn-Si合金相变热滞的理论计算

利用相变热力学和界面摩擦概念，推导出Fe-Mn-Si合金相变热滞（As-Ms）的一般计算表达式；根据此关系式，计算了这种合金的相变热滞，计算结果与实验值相符，合金的界面摩擦能耗比较大，且与合金的热滞成正比，由此可知合金的热滞大是由于界面摩擦能耗大所造成的。     

相变伪弹性对NiTi合金多相流损伤的影响

在旋转圆盘仪多相流损伤实验中,NiTi合金表现出十分良好的抗冲刷磨损及冲刷磨损联合作用性能,拉伸和循环应力－应变力学测量表明,NiTi合金具有橡皮弹性吸收能量的相变伪弹性特点,分析认为,相变伪弹性是该合金表现出良好抗损性能的主要原因。     

对流对偏晶合金液-液相变过程的影响

建立了偏晶合金液-液相变过程中的两相流动模型,发展了偏晶合金凝固理论模型;以Al-Pb合金为例,模拟研究了偏晶合金凝固时的组织演变进程,考察了流动对凝同组织形成的影响.结果表明,对流影响液一液相变的形核特性,提高凝固界面前沿最高弥散相液滴数量密度,最大液滴半径和最高弥散相体积分数,促进宏观偏析组织的形成.     

L10相和L12相结构原位转变的微观相场法模拟

以Ni80Al13Cr7合金为研究对象,采用描述单个格点位置原子占位的时间和空间演化为特征的微观相场法,研究了Al和Cr原子在(100)和(200)面上的原子占位变化与时效早期Ni3(Al,Cr)结构演化之间的关系.研究表明,在时效最初阶段,Al和Cr原子在(100)和(200)面上的成分序参数并不发生变化,然而在两面上的长程序参数相等并随时间逐渐增大,以等成分有序化的形式发生第一次原位转变,形成低有序度的L10结构预析出相.当有序度增大到一定值时,Al和Cr原子的成分序参数和长程序参数在(100)面上迅速增大,而在(200)面上则迅速降低,相结构发生第二次原位转变,L10结构逐渐向L12结构转化.