合金元素对铁锰硅系形状记忆合金导错能的影响

根据规则固熔体的热力学模型,分别计算铁锰硅、铁锰硅铬、铁锰硅铬镍形状记忆合金的层错能,研究硅、锰、铬、镍、合金元素对铁基形状记忆合金层错能的影响。结果表明,锰、铬、镍元素均提高铁锰硅系合金层错能,而硅则降低合金的层错能,其中每１％（原子分数）元素变化对合金层错能的影响比例,硅：锰：铬：镍为：－０．２７：１：１：１：：１．７。为了获得较较佳的形状记忆效应,加入铬、镍元素的同时,降低锰含量以使合金具有     

铁锰硅系形状记忆合金的成分设计

讨论合金成分与层错能的关系,结合合金成分对合金组织影响的组织状态图（Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ图）,提出了较为合理的合金成分设计。加入铬、镍合金元素的同时,降低锰含量可以保证合金具有较低的合金层错能。硅含量为６％时,基层错能量低。如无特征要求,铬含量应控制在１０％以内。镍含量为Ｃｒ％／１．７,以避免σ相件出。Ｍｎ含量则以保证Ｍｓ点比室温略高来确定。合金的成分当量应满足下式：ＮｉＥＱ＝－２５／ＣｒＥＱ＋２     

C、N元素对Fe—Mn—Si合金层错能的影响

通过X射线实验测出Fe-Mn-Si-N-C形状记忆合金中的层错几率，并讨论了N、C元素的添加对层错几率和层错能的影响。通过电子衍射斑点位移的方法测得Fe-29．9Mn-6.0Si形状记忆合金局部区域的层错几率，发现比X射线衍射测得的层错几率大两个数量级，分析差异来自于电子衍射测量的是局部的高密度层错区域。     

合金元素对Fe-Mn-C系TWIP钢力学行为的影响

采用热力学计算、静态拉伸、XRD、OM与SEM等方法分析了Fe-Mn-C系TWIP钢中合金元素对基体力学行为的影响.结果表明:TWIP钢中Mn含量增加时,基体的屈服强度和抗拉强度均减小,总伸长率增大;C含量增加时,其屈服强度和抗拉强度先增大后减小,在0.6％(质量分数,下同)时存在最大值;当Mn含量为20％时,TWIP钢总伸长率随C含量增加而增大,而Mn含量为22％时则相反.TWIP钢的强塑积随Mn含量的增加而增大,其在C含量为0.4％试样中的体现尤为明显.对于Mn含量为20％的TWIP钢,其强塑积随C含量增加而增大;而对于Mn含量为22％的TWIP钢,其强塑积随C含量增加而减小.     

Si 含量对 Fe-Mn-Si 合金层错能的影响

根据层错能的热力学模型,计算了三种 Fe-Mn-Si 合金的内禀层错能。计算结果表明,随着 Si 含量增加 Fe-Mn-Si 合金的层错能降低。在此基础上讨论了 Si 含量对 Fe-Mn-Si 合金形状记忆效应的影响。     

锰元素对TWIP钢层错能和变形机制的影响

根据层错能的热力学模型,计算了Fe-XMn-3Si-3Al 系高强度高塑性TWIP钢的层错能.计算结果表明,随锰含量增加Fe-XMn-3Si-3Al系 TWIP钢层错能增加,在此基础上讨论了锰含量对Fe-XMn-3Si-3Al 系TWIP钢变形机制、力学性能和微观组织的影响.在合金中Mn含量的提高使层错能增加,而层错能的增加使Fe-XMn-3Si-3Al系钢表现出不同的变形机制,即逐渐由TRIP效应变为TWIP效应;同时随着Mn含量的提高,合金的抗拉强度降低,而塑性提高.     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相中非基面层错的研究

利用透射电子显微镜精确地测定了ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金马氏体相中（１２８）１８Ｒ非基面层错的层错面为（１３７）。一种新的非基面层错被确定为（１３１）１８Ｒ，其位移矢量为１／２（１０１）。     

Ni-Al-Re/Ru合金的层错能

使用置换原子计算层错能的热力学模型计算了Ni-Al-Re(Ru)合金的层错能,研究了合金元素和温度对层错能的影响.结果表明:随着温度的提高,Ni-Al-Re(Ru)合金的层错能增加.Ni-6?-4%Re合金的层错能随着温度的提高线性增加.Ni-6%Al-4%Ru合金的层错能,在温度低于500℃时随着温度的提高呈抛物线规律增加,高于500℃时随着温度的提高呈线性规律增加.Al原子可明显降低Ni-6%Al-4%Re(Ru)合金的层错能.随着Al含量的提高,原子偏聚自由能(ΔGγ→εs)降低,使Al原子自发偏聚,并促进γ'有序相的形成和数量的增加,是合金层错能降低的主要原因.而Ru原子降低合金的偏聚自由能,可提高γ'有序相的稳定性.随着温度的升高,原子偏聚引起的自由能(ΔGγ→εs)增加可抑制原子偏聚;当温度高于500℃时,含Ru合金有比Ni-Al-Re合金高的原子偏聚自由能(ΔGγ→εs),故元素Ru能抑制原子的偏聚和TCP相的析出.     

层错能对Fe-Mn-C系TRIP/TWIP钢变形机制影响

对三种不同层错能(SFE)Fe-Mn-C系TWIP钢的变形机制进行了研究.结果表明:在淬火态下,TWIP钢组织为全奥氏体,奥氏体晶粒内存在少量退火孪晶.TWIP钢的层错能随着C、Mn含量的增加而增加.层错能为7 mJ/m2时,变形后出现大量ε马氏体,且随着应变量的增大,ε马氏体峰增强,表现为单一的TRIP效应;层错能为12 mJ/m2时,应变诱导γ→ε→α或γ→α的转变及形成少量形变孪晶,表现为TRIP/TWIP效应;层错能为18 mJ/m2时,变形后形成大量形变孪晶,表现为单一的TWIP效应,抗拉强度和延伸率分别达到851 MPa及49%.随着层错能增加,TWIP钢的断裂机制由沿晶断裂转变为以韧窝为主的塑性断裂.     

含碳Fe-Mn-Si记忆合金的记忆性能研究

研究了含碳Fe－Mn－Si记忆合金Fe－18．1Mn－5．5Si－0．32C（wt％）的记忆性能，并与典型的Fe－Mn－Si三元记忆合金比较．结果表明：碳原子显著提高Fe－Mn－Si合金的回复率和回复应力，增加可回复应变，使合金的可回复应变大于5％，还极大延缓Fe－Mn－Si记忆合金回复率的表减趋势．碳原子提高Fe－Mn－Si合金记忆性能的原因是碳原子通过固溶强化提高奥氏体的强度，抑制不可逆塑性变形，促进应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆转变．同时，含碳Fe－Mn－Si合金中应力诱发马氏体位向较单一，减少了相互交截，有利于形状记忆效应。     

形状记忆合金元件的尺寸效应

对形状记忆合金元件的尺寸效尖进行了较深入的研究。除对其力的尺寸效应进行了研究外,还对其动作时间、响应时间、输出功率等随尺寸的变化情况进行了研究。研究后发现,形状记忆合金元件的形状回复力与特征尺寸的二次方成正比;其动作时间、响应时间与特征尺寸的一次方成正比;其输出功率与特征尺寸的二次方成正比;其功率／体积比与特征尺寸的负一次方成正比。因此,形状记忆合金是微机械领域能够采用的一种非常重要的功能材料。     

热机械训练过程中Fe-Mn-Si系形状记忆合金的组织演变

采用金相、XRD、SEM和TEM等对Fe-Mn-Si系形状记忆合金在热机械训练过程中组织的演变进行研究。结果表明:热机械训练是应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变过程的重复。训练前的组织中几乎不存在马氏体,训练后合金中应力诱发的ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少。同时,晶体中的马氏体呈现ε马氏体区域择优取向,过多(5次以上)训练后,合金基体内部形成大量位错缠结。     

Fe-Mn-Si系形状记忆合金研究近况

Fe-Mn-Si系形状记忆合金因其很好的可加工性和低廉的价格而备受关注.综述了该系形状记忆合金最近的研究工作,包括相变机制、影响因素,着重是提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能的途径.主要通过选择合适的合金成分配比和摸索恰当的制备工艺来提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能,叙述了该合金系不同合金元素和制备工艺对形状记忆效应的影响.     

Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的研究进展

概述了Si、Mn、Ni、Cr等化学成分以及时效处理和预变形等一些工艺因素对Fe-Mn-Si基形状记忆合金形状记忆效应的影响。对此类合金的形状记忆效应作用机理及其发展状况进行了概括总结,并提出了未来进一步的研究方向。     

不锈铁基形状记忆合金记忆机制的研究

本文利用拉伸变形、ｘ射线衍射、光学金相和透射电子显微镜等测试方法研究了不锈铁基形状记忆合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｍｎ－Ｓｉ的微现行为。试验结果表明，室温拉伸变形量较小（在２％以内）时，可获得较完全的形状记忆效应，这主要与形变过程中产生单一位向的ε马氏体和大量单一位向的形变孪晶在加热时的逆转变相联系。当形变量较大（大于３％）时，形状记忆效应迅速降低，这与形变过程中产生不同位向的ε马氏体和形变孪晶以及滑移产生不可逆塑性变形和形成多量的α￣′马氏体有关。     

合金元素对CuAlMnTi形状记忆合金组织和硬度的影响

研究了用非自耗真空电弧炉熔制的不同成分的Cu—Al-Mn—Ti形状记忆合金,利用扫描电镜、能谱仪、金相显微镜和显微硬度试验机等对合金的成分、组织和性能进行检测分析,综合分析研究了合金的成分、组织和性能之间的关系。研究结果表明：实验合金在Mn含量一定时,硬度随着Al含量的增加急速上升;而当Al含量一定时,随着Mn含量的增加,合金的硬度也有所增加,但是幅度不大。     

FeMnSiCrNi形状记忆合金研究

研究了ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉ合金的化学成分、蠕变性能及腐蚀特性。结果表明，Ｆｅ－１４Ｍｎ－６Ｓｉ－９Ｃｒ－５Ｎｉ合金具有较好的形状记忆效应。经训练后，合金绝对应变回复率可达６．２％，并具有较好的抗蠕变性能、抗碱性腐蚀性能和抗晶间腐蚀性能。