γ（fcc）→α（bcc）马氏体相变表面浮凸的AFM观察与定量分析

利用原子力显微镜（AFM）及扫描电镜（SEM）观察并定量分析了γ(fcc)→α（bcc)马氏体相变的表面浮凸。结果表明：{259}f马氏体表面浮凸为双倾动、帐篷（∧）型，{557}f马氏体的表达浮凸为“孤立岛状”浮凸群，{225}f马氏体表面浮凸为具有层状结构的“三角形”浮凸群；{259}f马氏体表面浮凸的宽度、高度及浮凸角度均大于{225}f马氏体“三角形”浮凸群，{557}f马氏体表面浮凸群的高度最小，其浮凸角也最小。     

Fe-Mn-Si形状记忆合金马氏体相变宏观形状应变特征

利用原子力显微镜(AFM)研究了Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.05N合金马氏体相变、逆相变宏观形状应变.结果表明:应力诱发γ→ε马氏体相变表面浮凸为单倾"N"型;预变形量小于6%时浮凸呈平行态分布,大于6%时出现交叉态分布,且其高度、宽度远小于同变形量条件下平行态分布的浮凸.平行态表面浮凸呈现良好的热恢复性能,交叉态表面浮凸的逆转变量很小.     

Fe-15Ni-0.6C合金马氏体浮凸及相变新机制

对预先抛光的Fe-15Ni-0.6C合金试样进行真空热处理,随后用Nano First-1000型扫描隧道显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜对未经浸蚀的试样进行观察分析,发现,Fe-15Ni-0.6C合金马氏体片的浮凸为帐篷形（∧型）,浮凸最高高度为43~96 nm。分析认为,马氏体表面浮凸是由于过冷奥氏体转变为马氏体时比体积增大、体积膨胀造成的,而非切变所致。对浮凸高度进行了理论计算,结果表明,马氏体线膨胀量比实测的浮凸高度大,计算的浮凸平均高度为162 nm,是膨胀过程受阻所致。浮凸非N形,是帐篷形,不具备切变特征,马氏体的切变机制缺乏实验依据,也与实际不符。提出了马氏体相变新机制。     

板条马氏体的宏观点阵变形特征及其相变晶体学研究

利用原子力显微镜观察并配合透射电子显微镜研究了板条马氏体的宏观点阵变形特征及其相变晶体学。结果表明：板条马氏体的同位向束的表面浮凸即“浮凸束”,是由若干个平行排列的“切变基元”堆垛而成,“切变基元”浮凸为不规则“N”型;单变体板条马氏体即马氏体板条的表面浮凸呈不规则“篷帐”型;马氏体板条的浮凸高度远低于{31015}f孪晶马氏体。建立了板条马氏体切变基元的形成模型。     

马氏体相变理论研究的最新进展

马氏体相变的切变机制存在误区,研究马氏体相变的形核、长大、组织形貌及亚结构等具有重要理论价值和实际意义。本文综合整理了近年来马氏体相变试验研究的新成果,指出马氏体在晶界、相界面、位错等缺陷处形核,并非切变形核;发现板条状马氏体中存在层错亚结构。位错、孪晶亚结构的形成也非切变所致;马氏体组织形貌的演化与应变能有密切关系;马氏体表面浮凸是相变比体积增大所致,N型切变缺乏试验依据。     

马氏体转变(十七)

正6有色金属中的马氏体相变通常,有色金属和代位型有色合金中发生的马氏体相变同样是具有表面浮突的无扩散位移型转变,但具有比较小的应变和小的热滞。马氏体的形态有片状和板条两种。马氏体的亚结构有堆垛层错、孪晶和位错。在相变中沿切变面发生孪生或滑移进行调整,以符合晶体结构的相变和形状上的改变,马氏体中亚结构的出现和相应数量取决于合金     

三评马氏体相变的切变机制

从热力学、晶体学、表面浮凸等方面逐一对切变机制进行了理论探讨及试验观察分析,从多角度、多方面综合分析了马氏体切变机制存在的缺陷。研究发现马氏体相变的切变机制缺陷:①各种晶体学切变模型的切变过程需要极大的切变能量,在208~320 kJ/mo之l间,为相变驱动力所不及。切变机制的相变阻力太大,约2.335 kJ/mol,相变驱动力难以克服相变阻力完成切变过程;②各种晶体学切变模型均与实际不符;③表面浮凸是试样表面的过冷奥氏体转变产物的一种普遍表象,马氏体表面浮凸跟珠光体、贝氏体的浮凸比较,没有特殊之处,呈帐篷形,不具备切变特征。表面预先划痕在马氏体形成后出现断裂、弯曲,并非连续的折线,呈非N形。马氏体切变机制应予摈弃,建立马氏体相变新机制。     

板条状马氏体的亚结构及形成机制

研究马氏体亚结构及形成机制具有重要理论意义和应用价值.应用35CrMo等材料,淬火为马氏体组织,采用JEM-2100电镜观察马氏体形貌和亚结构,发现35CrMo钢马氏体为板条状,亚结构除了高密度缠结位错外,还有高密度层错.结合2Cr13、Fe-15 Ni-0.6C合金试样的浮凸试验,应用隧道扫描显微镜观察表面马氏体浮雕形貌,测定浮凸的微细尺寸.综合上述试验结果,分析位错、层错形成机制.发现浮凸效应中没有出现位错滑移迹象,认为切变模型不能解释高密度位错和层错的形成.最后应用马氏体相变新机制分析了高密度缠结位错、精细层错的形成.     

双相不锈钢中表面浮凸的测量与表征

在马氏体相变表面浮凸测量的传统手段基础上,发展了双面金相位移合成法;综合运用原子力显微术（AFM）和背散射电子衍射技术（EBSD）,对双相不锈钢中铁素体/奥氏体相变伴随的表面浮凸进行了系统的测量,包括奥氏体片条与铁素体基体的位向关系、惯习面取向以及产生浮凸的位移矢量和最大浮凸角,并用O线模型进行了初步的解释.     

近几年马氏体相变研究的进展

综合整理了近年来马氏体相变试验研究的新成果.认为马氏体相变切变过程缺乏热力学可能性.指出马氏体在晶界、相界面、位错等缺陷处形核,并非共格切变过程.发现板条状马氏体、片状马氏体中均存在堆垛层错亚结构；高密度位错、孪晶、堆垛层错亚结构的形成并非切变所致；马氏体形貌的演化系应变能起主导作用,与切变无关；马氏体表面浮凸是相变比...     

V-shape in Young''s modulus versus strain relationship in shape memory alloys upon mechanical loading

The evolution of Young's modulus in NiTi polycrystalline wires of different initial phases in uniaxial tension was investigated. A V-shape with the bottom at round the hardening start point was found in all experiments. This is a phenomenon that has not yet been reported in the literature. Similar phenomenon was also observed in an austenite CuAlNi single crystal under uniaxial compression although appearing within a much narrower strain range. Optical observation and Wyko interferometer study of the CuAlNi sample surface revealed that the occurrence of V-shape is accompanied by the abrupt reorientation of martensite variant(s). It is concluded that same mechanism should be responsible for the similar phenomenon in polycrystals.     

Magnetic domain evolution with applied field in a Ni–Mn–Ga magnetic shape memory alloy

The evolution of a magnetic domain pattern with an applied field in two perpendicular directions was studied in a Ni–Mn–Ga magnetic shape memory alloy by means of optical and scanning electron microscopy (SEM). The optical contrast of magnetic domains arises from surface undulation. This surface relief is coherent at the (1 0 1) twin boundary. However, the surface relief causes the trace of the (0 1 1) twin boundary to follow a zigzag pattern. These optical observations were confirmed by SEM Type II magnetic contrast.     

马氏体相变切变机制的实验验证——兼评刘宗昌教授马氏体相变的非切变机制

马氏体相变是无扩散的位移型相变,对于一个给定的材料,由切变产生的表面浮突是马氏体相变的主要特征之一,它对应唯一的切变角。因此,通过实验确定的切变角与马氏体晶体学表象理论（PTMC）预测的理论切变角进行对比,可以验证马氏体相变的切变机制。本文列举了几个例子来验证马氏体相变的切变机制。在这些例子中,首先原子力显微镜被用于精确测定马氏体相变的浮突角,然后基于表面浮突角计算出相变切变角,最后将计算的相变切变角与PTMC预测的理论切变角进行比较,由此验证马氏体相变切变机制的正确性。本文所举例子足以否定刘宗昌教授的马氏体相变切变机制缺乏实验依据的观点和马氏体相变非切变机制的结论。     

基于明暗恢复形状的焊缝外形尺寸检测

通过CCD获得焊缝图像,再根据图像中的灰度变化来计算焊缝的外形尺寸,从而实现焊缝外形尺寸的自动化检测,大大的提高了检测效率。采用计算机视觉中明暗恢复形状(Shapo from shading,简称SPS)技术对焊缝图像进行处理,用迭代计算来实现该图像处理过程,并利用多分辩率等级结构来加速计算过程。试验表明,该方法使用设备简单、成本低、易于实现、计算精度高,为焊缝外形质量检测实现智能化和自动化奠定基础。     

Cu－Zn－Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行了对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群     

Twice reverse shape memory effect in CuZnAl shape memory alloy

The variations of the shape memory effects in the Cu-13Zn-15Al(mole fraction, %) alloy upon successive heating (the rate of heating is 5℃/min) have been studied by means of ρ-T curve , shape memory effect measurement, optical metallographical observation and X-ray diffraction. The first abnormal reverse shape memory effect occurs when the tested alloy is heated to the temperature below 320℃ ; when it is heated to the temperature between 320℃ and 450℃, the forward shape memory effect occurs; in the two stages, the shape of the sample remains the same as that in the furnace when it is taken out from the furnace and air-cooled; when the tested alloy is heated to the temperature above 450℃, the shape of the sample remains unchanged during heating, but the second reverse shape memory effect occurs after it is air-quenched.     

焊接构件热振复合时效的数值和试验分析

大刚度DH36低合金高强钢焊接构件广泛应用于海洋平台工程. 此类结构刚性大,固有频率高,振动时效(VSR)消应力处理效果不明显. 为了提高非固有频率振动下的消应力效果,提出了热振复合时效(TVSR)的新工艺. 对55 mm厚DH36焊接板材进行了VSR与TVSR的对比研究. VSR处理后横向残余应力峰值降低22.6%,纵向残余应力峰值降低6.7%;经相同振动工艺参数、150 ℃下TVSR处理后残余应力峰值分别降低41.3%和43.6%,效果明显优于VSR处理效果. 采用试验与有限元分析相结合的方法分析了TVSR的作用机理,升温可提高非固有频率振动下的构件的振幅,降低材料屈服强度,提高消应力效果.     

振动时效技术的研究及发展

对振动时效技术的研究进展进行了综述.回顾了振动时效技术的发展史,重点对其机理、工艺及效果评定技术的研究现状进行了介绍,对它的推广及应用进行了探讨.由于振动时效有着热时效、自然时效不能取代的优点,因此它将成为调整工件残余应力的重要手段.