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。     

Ti-Ni-Nb宽滞后形状记忆合金的应力诱发马氏体相变行为

用在（Ms＋30℃）温度下的拉伸实验和差示扫描量热仪（DSC）较系统地研究了Ti44Ni47Nb9宽滞后形状记忆合金应力诱发马氏体的相变行为。研究结果表明：当形变量达到14％左右时，应力诱发马氏体相变过程基本完成。应力诱发马氏体的逆相变温度间隔要比热诱发马氏体约小一个数量级。形变对该合金应力诱发马氏体的逆转变开始温度、逆转变温度间隔以及相变潜热均有明显影响，随着拉伸变形量的增加而增加。而在随后的冷却循环中，相变潜热和马氏体相变开始温度均随着形变的增加缓慢降低。     

Fe-Mn-Si合金不同变形条件的应力松弛特性

采用X射线衍射、透射电镜观察研究了Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金恒应变约束时,拉伸停载过程中应力诱发ε马氏体相变的特点及其应力松弛特性。研究表明,恒应变约束状态下停载10 min可以有效提高合金的应力诱发ε马氏体数量;恒应变停载0~5 min时,Fe-Mn-Si记忆合金应力松弛率随时间急剧上升,5 min之后,松弛率增加变缓,表明应力诱发γ→ε马氏体相变主要在前5 min内完成;热-机械训练既提高Fe-Mn-Si记忆合金形状记忆效应,又降低合金的应力松弛率,在实际工程应用时应予以考虑。     

Cu-Al-Mn-Zn-Zr记忆合金的应力诱发马氏体相变及其逆转变

利用拉伸实验、电阻－温度曲线测量、X射线衍射、金相与透射电镜观察等方法研究了Cu-18.4Al-8.7Mn-3.4Zn-0.1Zr(原子分数，％）合金应力诱发马氏体的稳定性与可逆性。结果表明，顺Ms以上变形，实验合金发生应力诱发β1→M18R转变，但应力诱发马氏体转变很难进行完全。当变形量高达7．5％时，仍存在未发生应力诱发转变的母相。应力诱发马氏体的稳定性和可逆性与变形量大小有关，合金经大变形量变形后，即使在250℃油浴中回复，仍存在未发生逆变的应力诱发马氏体。在一定的变形条件下，经适量变形的应力诱发马氏体具有很高的可逆性和稳定性，实验合金在Ms以上10－50℃温度范围内变形6．5％－9．0％时，相变滞后宽度可达90℃以上，记忆应变＞3．5％。     

V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下马氏体相变的影响北大核心CSCD

采用X射线衍射和透射电镜研究了V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下的马氏体相变特性的影响。研究表明:相同变形条件下,Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金中ε马氏体含量比Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的要多,且ε马氏体量的变化速率远低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni和Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的应力松弛率均随停载时间的增加而增大,且Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的松弛率大大低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。     

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。     

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。     

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。     

高铬铸铁高温马氏体相变与摩擦诱发马氏体相变关系的研究

对三种含有Mn,Si,Mo亚共晶高铬铸铁的变温马氏体相变进行了DSC分析，并对表层的摩擦诱发马氏体做了X射线衍射分析。结果表明，变温马氏体相变前期，马氏体形核、长大阻力较大。在Ms温度相近的情况下，变温马氏体相变形核、长大速率快的，其摩擦诱发马氏体量也多。     

Development of Stress-Induced Martensitic Transformation in TiNi Shape Memory Alloy

TiNi shape memory alloy (SMA) was subjected to tension at strain-controlled test on quasistatic testing machine. The nucleation, development, and saturation of the stress-induced martensitic transformation were investigated, taking into account the obtained dependency of mechanical parameters and the specimen temperature changes measured by an infrared camera (IR). Three kinds of data obtained by the IR system were analyzed: the temperature distribution on the SMA sample surface, the temperature changes derived as average from the chosen sample area, and the temperature profiles obtained along the sample length. The temperature distribution shows nucleation of the transformation process and a creation of the transformation bands. The average temperature reflects the effects of thermomechanical coupling, accompanying exothermic martensitic forward and endothermic reverse transformation. The temperature profiles revealed the temperature difference between the band and the rest of the sample. The experimental results were supported with finite element method numerical analysis (FEM). The FEM software components for structural and heat transfer problems, coupled in partitioned approach, were used for thermomechanical analysis.     

Martensitic Transformation and Shape Memory Effect of NiCoMnSn High Temperature Shape Memory Alloy

This article studies the dependence of martensitic transformation on Mn:Sn ratio in Ni₄₃Co₇Mn_50?x Sn _x alloy and the shape memory behavior of Ni₄₃Co₇Mn₄₃Sn₇ in detail. The results show that all the transformation temperatures show a linear decrease with the decrease of Mn:Sn ratio. The similar tendency is also found in the change of T _c. Ni₄₃Co₇Mn₄₃Sn₇ alloy exhibits a moderate shape memory effect and the maximum shape recovery strain is 2.96%. Temperature memory effect is also observed in Ni₄₃Co₇Mn₄₃Sn₇ alloy.     

Cu-Al-Nb高温记忆合金显微组织与马氏体相变

研究了Cu72Al26.5Nb1.5高温记忆合金马微观组织结构与马氏体相变行为.结果表明,Cu72A126.5Nb1.5合金的铸态显微组织由基体相、γ2相、Nb(Cu、Al)以及Nb(Cu、Al)2相组成,冷却速度越快,y2相越少:而Nb(Cu、Al)与Nb(Cu、Al)2相并未随冷却速度变化而发生明显改变.Cu72Al26.5Nb1.5合金在加热冷却过程中发生β1←→β1马氏体正逆相变.母相为DO3有序的BCC结构,马氏体为M18R堆垛有序单斜结构,马氏体变体多呈自协作形态,变体内部亚结构主要为(1210)孪晶.时效对试验合金相变温度影响较大,在马氏体状态下时效,呈现出较强的马氏体稳定化现象,逆相变温度随时效时间的延长而显著升高.在母相状态下时效,马氏体相变温度随时效时间的延长先下降后上升,最后趋于稳定;在时效初期,逆相变温度随时效时间的延长而增大,在时效后期,逆相变温度随时效时间延长基本不发生变化.     

铁磁性Co-Fe记忆合金的马氏体相变特性及形状记忆效应

采用光学显微镜、X射线衍射、DSC、弯曲试验等方法研究了Co-Fe合金的微观组织结构、马氏体相变特性及形状记忆效应.结果表明:Co-Fe合金的记忆效应源自合金中的fcc/hcp马氏体相变;Co-xFe(x=2%～6%,质量分数)合金在x≥5.65%时为单一fcc结构的y相,在x≤5.6时为含有ε马氏体相和γ相的双相组织;该合金的马氏体相变温度随着Fe含量的增加而线性降低,之间关系为:Ms(℃)=417-69.97x(Fe%);Co-4Fe合金的形状记忆可回复应变最大为0.86%,相信通过进一步的热处理和记忆训练,该合金会表现出更好的记忆效应.     

磁性形状记忆合金Ni54Mn21Ga24.75Sm0.25的马氏体相变研究

本文通过内耗和交流磁化率,研究了多晶合金Ni54Mn21Ga25的马氏体相变特征,分析了稀土元素Sm对合金中间马氏体相变影响。研究结果表明,添加Sm使合金Ni54Mn21Ga24的马氏体相变温度提高到室温以上,并且降低了合金的温度滞后,在低磁场下Sm对合金磁感生应变影响不大。     

Stress-Induced Martensitic Transformation in the Crack Tip Region of a NiTi Alloy

The evolution of stress-induced martensitic transformation in front of the crack tip in a NiTi alloy is analyzed in this investigation, by two-dimensional finite element simulations of single edge-crack specimens. In particular, the transformation start and finish contours, i.e., the boundaries of the transformation zone, were obtained by using plasticity concepts, and the effects of the temperature were taken into account by using the Clausius-Clapeyron relation. Furthermore, comparisons between numerical and analytical results, obtained by Irwin’s modified linear elastic fracture mechanics relations, were carried out. These comparisons show that a good agreement in terms of the martensite start and finish sizes is obtained; moreover, the analytic approach could be able to describe the stress field in the crack tip region outside the phase transformation zone, i.e., in the austenitic region, but a proper equation to estimate the effective crack length should be found. To this aim, further studies should be carried out.     

U-Nb形状记忆合金热弹性马氏体相变的相场模拟

U-Nb形状记忆合金具有优异的抗腐蚀性和力学性能,其中亚稳α?相的典型微观组织为多层级孪晶马氏体。利用相场法模拟α?相热弹性马氏体的形成过程。结果表明,在弹性应变能最小化的驱动下,获得了多种自协调马氏体组织,也发现了多种自协调模式。对比本研究模拟结果和文献中的实验结果,认为相变变形梯度矩阵的反对称性和界面兼容性显著影响变体结对和孪晶面。另外,基于变体重排过程,预测了相变态组织在变形初期的织构演化。     

Co、Pd掺杂对NiTiNb记忆合金相变影响的第一原理研究

基于第一原理计算方法,通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化,表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响,结果表明：Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位,表明Co元素将以取代Ni位形式固溶,Mulliken布居和电子密度计算显示,Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用,导致Co周围Ti原子活性降低,Ni/Ti原子比升高,所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低。对于Pd元素,虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位,但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位,同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少,Pd成键峰峰值更高、峰型更集中,所以Pd以置换Ni位更稳定,Ni/Ti原子比降低,NiTiNb合金Ms升高     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析

通过同步测量约束加热和冷却过程中合金的电阻率和回复应力与温度的关系，对Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下的转变过程进行了详细研究。结果表明，变形约束加热后的冷却过程中，回复应力随温度降低而增加。当回复应力增加到大于合金的屈服强度时，将首先发生塑性变形；然后随温度的进一步降低，回复应力到达应力诱发Е马氏体相变的临界应力时，回复应力将诱发Е马氏体相变，导致回复应力随温度的降低而下降。塑性变形和应力诱发Е马氏体相变都将显著松弛回复应力，降低合金冷却到室温时的回复应力。建立了合金加热和冷却过程中回复应力的方程。提出了该记忆合金管接头成分设计原则。