Nimonic 80A镍基高温合金静态再结晶行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Nimonic 80A高温合金进行了双道次热压缩实验,研究了该合金在变形温度1050~1150℃,应变速率0.01~2.5 s-1,预应变0.08~0.14,不同间隙时间(0.5~5 s)下的静态再结晶行为。得到了Nimonic 80A高温合金不同变形条件下的真应力-应变曲线及变形后奥氏体晶粒组织,分析了变形温度、应变速率和预应变对该合金静态再结晶行为的影响。结果表明:变形温度、应变速率和预应变对Nimonic 80A高温合金的静态再结晶行为有着显著的影响。Nimonic 80A高温合金静态软化分数随着变形温度、应变速率和预应变的增大而增大,且静态再结晶晶粒尺寸随着温度的升高或应变速率的降低而增大。根据实验结果,建立了Nimonic 80A高温合金静态再结晶动力学模型。将静态再结晶动力学模型预测结果和实验结果进行比较,二者吻合良好,表明本文提出的模型可以较为准确的预测Nimonic 80A高温合金静态软化行为。     

AZ91D合金SIMA形变组织与共晶熔化激活能的研究

研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率对形变组织的影响, 并采用DSC技术研究了形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:随着形变率的增大,合金的原始组织由树枝晶演变为碎块晶,晶粒内存在位错、孪晶缺陷;合金的共晶熔化激活能随形变率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随形变率的增大略有下降.     

形变诱导法半固态加热工艺参数对LY12合金组织和晶粒尺寸的影响

对LY12合金采用形变诱导法制备半固态合金料坯的组织演变过程进行了观察，对变形率、半固态温度、半固态保温时间对合金半固组织和晶粒尺寸的影响进行了研究。组织演变过程观察表明：用形变诱导法制备该合金半固态坯料的合适的半固态重熔温度为618℃；合金在该温度重熔过程中，形变带状组织首先分解为细小的a多边形晶粒，随保温时间的延长，晶粒尺寸逐渐变大，同时a相逐渐球化；在相同的半固态温度和相同的保温时间下，宏观变形率大的晶粒尺寸要比变形率小的合金组织晶粒尺寸小；变形率大的试样比变形率小的液相出现时间早；在同一宏观变形率下，试校内部微观形变大的部位晶粒尺寸要比形变小的部位晶粒尺寸小。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形下显微缺陷行为正电子湮没研究

本文用正电子湮没多普勒展宽S线形参数法系统研究了形变量,形变速率和形变温度对Ti-6Al-4V合金超塑形变状态下显微缺陷行为的影响。在最佳超塑形变温度和形变速率下,空位密度随应变增加而增大,位错密度未见明显变化。在最佳超塑形变温度和确定应变下,空位密度随形变速率增大而增加,但未见位错密度的明显变化。在确定的形变量和形变速度下,空位密度随温度增加而增加,位错密度则降低。在900～950℃范围的S参数值陡然下跌,这是由于此温度区间发生了动态回复与动态再结晶过程。     

岩石断裂韧度的温度效应

对经过１００～６００℃快速热处理的辉长岩和大理岩进行了巴西试验、静态断裂试验和两种温度处理后的冲击断裂试验，结果表明：两种岩方的静态拉伸强度和静态断裂韧度均随热处理温度增加而明显下降；经高温处理后两种岩石的动态断裂韧度随加载率增加而增大，这与未经热处理的情形相似。井借助扫描电镜对岩石的热开裂等现象进行了分析讨论。     

形变AZ91D镁合金重熔过程中共晶激活能研究

采用DSC技术研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:形变AZ91D镁合金内部存在位错、孪晶缺陷,合金的共晶熔化激活能随变形率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随变形率的增大略有下降.     

预形变对Fe—Mn—Si合金γ=ε相变的影响

预形变强烈诱发Fe-Mn-Si合金产生γ→ε马氏体相变,预形变量较小时,形变诱发产生的γ→ε马氏体具有择优取向,同一晶粒内的ε马氏体片大多数取向相同;随预形变量增大,ε马氏体大量增多,ε马氏体片之间呈现交叉;预变量越,大将 叉现象愈严重,形变诱发的ε马氏体片的相互交叉是产生加工硬化的重要,原因之一,预形变对Fe-Mn-Si合金γ=ε相变过程的相变温度影响显著,随着预形变量的增大,合金的相变点Ms有不同程度升高,且含Si量越多,升高幅度越大;As和Af都明显升高,其升高幅度更为显著。     

开孔泡沫Al-10%Mg合金的动态压缩行为的研究

用Hopkinson压杆实验装置对开孔结构的泡沫Al—10％Mg合金进行了动态压缩实验，在应变率为准静态、800s^-1和2000s^-1条件下测量了动态和准静态压缩应力—应变曲线，研究了这种铝合金泡沫的动态压缩行为，并分析了其应变率效应。结果表明：在动态和准静态压缩下，泡沫Al—10％Mg合金的压缩σ—ε曲线均表现出弹性变形段、平缓段和紧实段三阶段特征；泡沫Al—10％Mg合金具有明显的应变率敏感性，随应变速率的提高，相同应变量下的流动应力上升。     

预形变对Fe-Mn-Si合金γε相变的影响

预形变强烈诱发Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金产生γ→ε马氏体相变.预形变量较小时,形变诱发产生的γ→ε马氏体具有择优取向,同一晶粒内的ε马氏体片大多数取向相同;随预形变量增大,ε马氏体大量增多,ε马氏体片之间呈现交叉;预形变量越大,交叉现象愈严重,形变诱发的ε马氏体片的相互交叉是产生加工硬化的重要原因之一．预形变对Ｆｅ－ Ｍｎ－Ｓｉ合金εγ相变过程的相变温度影响显著,随着预形变量的增大,合金的相交点Ｍｓ有不同程度升高,且含Ｓｉ量越多,升高幅度越大;Ａｓ和Ａｆ都明显升高,其升高幅度更为显著．     

热暴露对表面预形变单晶合金组织和性能的影响

针对[001]取向的DD11单晶合金,在垂直于[001]方向进行2种强度的铸钢弹丸喷丸强化以引入表面预形变,采用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜和硬度测试等方法研究了预形变后表层组织;后续不同温度热暴露完成后,采用扫描电镜和硬度计,研究了热暴露温度和预形变程度对表层组织和硬度梯度的共同影响;并且表征了喷丸+热暴露后单晶合金的高温疲劳性能。结果表明,单晶合金喷丸预形变后表面出现[110]和[111]取向的亚晶,同时出现表面应变硬化效果;随着形变程度的增大,亚晶取向角、旋转亚晶层深度和硬化效果也随之增大。随着热暴露温度升高,预形变表面形变组织呈现球化-零星不连续胞状组织-连续胞状组织-再结晶的动态回复过程,硬化效果也随之松弛;形变程度越大,开始出现动态回复过程的温度越低,但喷丸+1060℃/2 h热暴露并未观察到再结晶。相比磨削状态,喷丸+热暴露后,1060℃轴向疲劳寿命有所提高。1060℃/350 MPa/R=–1/轴向疲劳源呈现内部萌生为主源,表面为次源的状态。     

Direct observation of AC field-induced twin-boundary dynamics in bulk NiMnGa

The actuation performance and twin-boundary velocity in bulk NiMnGa magnetic shape memory single crystals at various frequencies are investigated. A dynamic actuation experimental setup with the ability to apply mechanical stress and a high-frequency alternating magnetic field is developed in tandem with time-resolved optical microscopy. Reversible twin-boundary motion activated in the frequency range up to 600 Hz is directly observed. The maximum field-induced strain increases with actuation frequency. Strain hysteresis curves measured at different frequencies show similar onset fields of strain. The data imply that twin-boundary velocity is not the limiting factor on actuation performance. The results provide significant information on twin-boundary performance during high-frequency actuation.     

超弹性TiNi形状记忆合金棒材力学行为

基于工程振动控制的角度,通过TiNi形状记忆合金棒材在室温条件下的力学性能试验,以相变应力、变形模量、残余应变、耗能能力等作为该合金棒材的力学特征参数,分析了这些特征参数随加载速率、应变幅值、载荷循环等加载工况的变化规律.结果表明:超弹性TiNi形状记忆合金棒材具有良好的耗能能力及阻尼性能,可满足工程结构振动控制的需要.但在工程应用时,应考虑加载速率、应变幅值、载荷循环等因素对TiNi形状记忆合金棒材力学行为的影响,根据具体工况合理设计.     

Compressive Response of Polycrystalline NiCoMnGa High-Temperature Meta-magnetic Shape Memory Alloys

The effects of the addition of quaternary element, Co, to polycrystalline NiMnGa alloys on their magnetic and shape memory properties have been investigated. NiCoMnGa polycrystalline alloys have been found to demonstrate good shape memory and superelasticity behavior under compression at temperatures greater than 100 °C with about 3% transformation strain and low-temperature hysteresis. It is also possible to train the material to demonstrate a large two-way shape memory effect.     

单晶Ni_(52)Mn_(24)Ga_(24)的磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应

铁磁性Heusler合金Ni2 MnGa是近年开发的磁控制功能材料 ,已发现该材料结合马氏体相变可以产生大磁致伸缩 (磁感生应变 )和磁控制形状记忆效应两种应用功能。用磁悬浮冷坩埚提拉设备沿 [0 0 1]方向生长了组分为Ni52 Mn2 4 Ga2 4 的单晶。室温时沿该单晶样品 [0 0 1]方向加磁场 ,在该方向获得了 - 0 6 %的大磁感生应变。当磁场方向垂直于 [0 0 1]方向时 ,样品在 [0 0 1]方向的磁感生应变值为 0 5 %。同时该单晶样品在室温附近还具有可由磁场增强和控制的双向形状记忆效应。无磁场作用时 ,降低温度 ,样品在发生马氏体相变时 ,在 [0 0 1]方向产生1 2 %的收缩形变。随后升高温度 ,反马氏体相变时样品以同样的应变量膨胀 ,恢复到原来的形状 ,显示了特有的无需外应力协助的自发的双向形状记忆效应。其温度滞后只有 10℃。如果在样品的 [0 0 1]方向加一个偏磁场 ,其形状记忆的应变量随磁场的增强而增大。在磁场为 1 2T时可达 4%。而当磁场转向 [10 0 ]方向时 ,形状记忆的应变可以改变符号。本文指出产生大磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应的关键是马氏体变体的择优取向。     

A constrained theory on actuation strain in ferromagnetic shape memory alloys induced by domain switching

A constrained theory of magnetoelastic materials is applied to study the ferromagnetic shape memory effect in single crystals and polycrystals. The actuation strain induced by domain switching is established first for ferromagnetic shape memory single crystals, from which the strain in polycrystals is derived using Taylor estimate. Both NiMnGa and FePd are analyzed, and the necessary fiber texture for large actuation strain in tetragonal polycrystals is identified. For orthorhombic polycrystals, such a fiber texture is not required. The analysis agrees with experimental observations well.     

Landau理论研究TiNi顺磁合金热/强磁场耦合下的马氏体相变

利用改进后的Landau理论模型研究了顺磁TiNi合金在热/强磁场耦合作用下的马氏体相变行为.利用第一原理计算了TiNi合金在不同相变剪切应变(序参量)下的Flermi面态密度,得到相变过程中磁化率和磁自由能的变化,把磁场效应引入到Landau模型中.结果表明,稳恒强磁场可使顺磁材料的相变温度(M6和T0)出现突变性的升高,这主要是因为相变驱动力随磁场增强而呈二次曲线上升规律.另外,因强磁场下马氏体变体之间的自由能差急剧增大,导致磁场对变体的促进和抑制作用变得明显,出现取向生长现象.在5 T稳恒强磁场下的TiNi合金相变实验中,利用TEM观察到了一些变体以相互垂直的二变体形式出现(即取向生长),证实了模型的结果.     

单晶Ni52Mn16．4Fe8Ga23．6的磁控形状记忆效应和磁感生应变

用磁悬浮冷坩埚提拉设备沿[001]方向生长了组分为Ni52Mn16.4Fe8Ga23.6的单晶,通过磁增强相变应变和磁感生应变的测量研究了该材料磁控形状记忆效应和磁感生应变的温度稳定性。结果发现该材料不但具有大的自发相变应变、磁增强相变应变和磁感生应变,而且磁感生应变具有很好的温度稳定性,从265K到100K,饱和磁感生应变的最大减小量不超过10％。另外,实验也发现磁感生应变量最大的方向是沿晶体母相的[001]方向(即单晶生长方向)。根据合金形状记忆的特点和磁场诱导应变的机理对实验结果进行了分析和讨论。     

多孔形状记忆合金的变形特性及热—机械循环对形状记忆性能的影响

研究了传统粉末烧结制备工艺及热－机械循环压缩变形对多孔ＮｉＴｉ形状记忆合金变形和记忆特性的影响,结果表明,承烧结温度升高,合金的轴向应变恢复率和弹性应变均显著提高,可见,提高烧结温度有利于合金的形状记忆和弹性性能,同时发现,少量（二次）热－机械循环压缩变形可显著提高合金的应恢复率和可逆应变,从而进一步改善了多孔形状记忆合金的形状记忆性能。     

TiNi形状记忆合金的力学和电阻特性的同步测量

报道采用新型SMT－1型形状记忆合金特性综合测试仪对Ti-50.9at%Ni合金在拉伸变形,形状记忆回复以及约束应力或约束应变条件下的力学和电阻特性进行同步测试的部分结果,并讨论了其内在物理本质。实验结果表明：拉伸加载过程中的电阻－应变曲线比应力－应变曲线更能揭示应力诱发马氏体相变过程,应力,应变,电阻,温度的同步测量是研究形状记忆合金性能和组织结构变化的简便和有效的工具之一。     

Two-way shape memory effect and its stability in Ti-Ni-Hf high temperature shape memory alloy

The two-way shape memory effect(TWSME) in a Ti36 Ni49 Hf15 high temperature shape memory alloy (SMA) was systematically studied by bending tests. In the TiNiHf alloy, the martensite deformation is an effective method to get two-way shape memory effect even with a small deformation strain. The results indicate that the internal stress field formed by the bending deformation is in the direction of the preferentially oriented martensite variants formed during the bending deformation. Upon cooling the preferentially oriented martensite variants form under such an oriented stress field, which should be responsible for the generation of the two-way shape memory effect.Proper training process benefits the formation of the oriented stress field, resulting in the improvement of the twoway shape memory effect. A maximum TWSME of 0.88% is obtained in the present alloy.