Ti50-xNi49.5Zrx/2Hfx/2四元形状记忆合金的马氏体相变

由于TiNi基合金具有优秀的形状记忆效应(SME)和伪弹性效应(PE),在诸多的形状记忆合金(SMAs)中是最有声望的,添加第三合金元素对TiNi合金的相变行为有着极大的影响.     

铁基形状记忆合金研究与应用的新进展

<正>所谓形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是一种在常温下形变后并不自动恢复为原来的形状,但当被加热到特定温度时能恢复到变形前形状体现记忆特性的合金,这种特性被称之为形状记忆效应(Shape Memory Effect,SME)。1951年,张禄经和Read在金-镉(Au-Cd)合金中首次观察到合金的形状记忆效应;在1963年,Bueher偶然发现等原子比的镍-钛(Ni-Ti)合金具有完全的形状记忆特能,这种合金在马氏体状态下变形后,当合金中发生奥氏体相变时可自动地回复为原来的形     

锰基高强度高塑性高阻尼形状记忆合金的性能研究

采用磁悬浮熔炼、测定试样形状记忆效应（SME）和双程形状记忆效应（TWSME）、金相法、示差量热分析（DSC）、断口形貌观察和自由震动波衰减曲线等方法研究了高强度高塑性高阻尼Mn基形状记忆合金的记忆特性以及Cu、Ni、Fe、Cr、Ti、N等元素对合金性能的影响。结果表明,Cu溶入越多,合金的SME越高;适当的时效热处理可强化合金提高其SME;含Ti、N元素的合金的SME最好,回复率达73％,TWSME回复率达21％。所研究的合金都有明显的双程形状记忆效应。淬火状态的合金有高的塑性,延伸率达25％,并有良好的阻尼抗震能力。淬火时效状态的合金有高的强度极限,尤其是高的屈服极限（σ=320～475MPa）、适当的塑性（δ为4．2％～5．0％）,合金元素还能提高所研究合金的抗氧化和抗腐蚀能力。     

形状记忆材料的新进展

除高分子形状记忆材料外,按目前发展态势,将形状记忆材料分为四类(1)具热弹性马氏体相变、呈温控形状记忆效应(SME)的材料,(2)具半热弹性马氏体相变,由应力诱发马氏体,呈SME的材料,(3)具热弹性马氏体相变、由温控及磁控呈SME的铁磁材料,(4)具热弹性马氏体相变,在马氏体态由磁控呈现SME的材料.简述前一、二类材料的发展现状.阐述三、四类材料的研究现状和应用前景.     

高耐热Cu-Al-Mn形状记忆合金热循环特性

利用电阻 温度曲线、形状记忆效应 (SME)测定和X射线衍射分析等方法研究了热循环对高Ms 点 (2 30℃ )的Cu 2 4Al 3Mn(原子百分比 ,下同 )形状记忆合金马氏体相变的影响。结果表明 ,热循环使该合金马氏体相变点下降 ,与此相伴随的结构变化是马氏体原子次近邻有序度下降 ,单斜角 β趋近 90°。与传统铜基记忆合金相比 ,该合金具有较高的抗热循环衰减能力 ,最高工作温度可达 35 0℃。该合金的高耐热性来源于 β1母相结构稳定 ,在工作温度下不易分解以及马氏体结构 (β =89.6°)接近于N1 8R ,在一定程度上抑制了热循环过程中M 1 8R向N1 8R的转变 ,从而降低了马氏体发生稳定化的趋势     

时效温度对Ti-51.1Ni形状记忆合金相变和形变行为的影响

用XRD、光学显微镜、TEM、示差扫描量热仪和拉伸试验研究了时效温度(T_(ag))对300、400、500、600℃各保温1h时效态Ti-51.1Ni形状记忆合金组织、相变、拉伸性能和形状记忆行为的影响。结果表明300～600℃时效态Ti-51.1Ni合金室温下由母相B2、马氏体B19′和析出相Ti_3Ni_4组成,显微组织形态呈等轴状,组织中存在Ti_3Ni_4析出相,随T_(ag)升高Ti_3Ni_4析出相的形貌由点状变为片状。随T_(ag)升高,Ti-51.1Ni合金冷却/加热相变类型由A→R/R→A型向A→R→M/M→A型向A→M/M→A型转变(A-母相B2,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;M-马氏体B19′,单斜结构);R相转变温度(T_R)升高,M相转变温度(T_M)在500℃时效态后降低。随T_(ag)升高,合金的抗拉强度先升高后降低;伸长率先降低后升高。300、400℃时效态合金呈稳定超弹性(SE),500、600℃呈现形状记忆效应(SME)+SE。要使Ti-51.1Ni合金常温下呈SE,需对合金进行300℃或400℃时效处理;要使该合金在常温下呈SME,需对合金进行500℃时效处理。     

脉冲电场对FeMnSiCr形状记忆合金凝固组织及形状记忆效应的影响

研究了脉冲电场对FeMnSiCr合金凝固组织和形状记忆效应的影响.发现脉冲电场作用于FeMnSiCr合金凝固过程将使合金凝固组织的晶粒得到细化,分析认为柱状晶的存在使形状记忆效应明显提高.在脉冲电压为250V、频率为3Hz的条件下,贴近极冷区,FeMnSiCr合金的形状记忆效应最好.     

超弹性Ti-Ni合金齿科铸件的疲劳性能

迄今为止在10余种合金系中发现形状记忆效应,其中铜基合金及Ti-Ni合金已经投入使用.在对Ti-Ni合金的研究中发现,Ti-Ni合金具有高阻尼特性,即具有较好的减震效果和抗疲劳特性.因此Ti-Ni合金被用于骨关节的固定和人工关节的制造上;由于Ti-Ni合金的弹性模量较低,用于畸齿矫正和牙齿修复以及制作上.     

磁性材料交换偏置效应研究进展

磁性材料中交换偏置效应对自旋电子学的基础研究和应用发展起到了至关重要的作用,因此也成为无机非金属材料的研究中最为活跃的领域之一.由于交换偏置效应来源于铁磁/反铁磁界面处的交换耦合作用,所以相关的研究工作主要集中在铁磁/反铁磁双层膜体系;在一些基态为反铁磁的类钙钛矿锰氧化物中,由于存在相分离形成的铁磁团簇也观察到了交换偏置现象;此外,很多磁性材料纳米化后也出现了交换偏置效应.主要从这3方面介绍了在新材料体系中交换偏置效应的研究进展,以及交换偏置效应在自旋相关器件中的应用,提出了一些研究中面临的挑战并对发展方向作出展望.     

Cr、Al对低膨胀Thermo-Span高温合金热腐蚀行为的影响

采用扫描电镜(SME)观测和能谱分析(EDAX)方法研究了改型低膨胀Thermo-Span合金650℃的腐蚀行为,并与标准合金进行了对比。结果表明,合金表面腐蚀产物主要为氧化物和硫化物。合金热腐蚀膜由三层组成,外层主要由Fe、Co和Cr的氧化物组成,改型合金表层还有少量Al和Co的氧化物;次表层为Al、Cr、Ni等元素组成的氧化物;硫化物主要为Ni、Co的硫化物,标准合金硫化物层较厚,而改型合金的硫化物层较薄。改型合金中致密的Al氧化物富积在次表层中,阻止了合金元素的向外扩散和O、S元素的向内扩散,降低了合金的腐蚀速率,提高了合金的耐腐蚀性能。     

高锰γ-MnFe合金双程形状记忆效应

以γ-MnFe高锰(Mn＞80%(原子分数)) 合金为研究对象,研究探索γ-MnFe合金的双程形状记忆效应(TWSME) .通过TEM和热膨胀法,研究不同预应变下γ-MnFe合金的TWSME.通过测量不同预应变条件下合金形状恢复率的变化,来研究γ-MnFe基合金的双程形状记忆效应和双程恢复量etw的影响因素,最后对1.6%预应变试样进行热循环训练,用DSC测量合金马氏体相变Ms和逆相变Af,发现热滞为2K,几乎达到无热滞的形状记忆效应.研究显示经过训练后的高锰γ-MnFe合金形状回复无热滞是由于二级反铁磁转变耦合一级马氏体相变,使得马氏体相变与逆相变热滞几乎为0.     

SA508 Gr.4N钢的辐照脆化性能研究进展

低合金钢的辐照脆化效应与合金成分有着密切关联。通过调整合金元素,SA508 Gr.4N具有良好的初始力学性能,但同时也可能为其辐照性能带来劣化风险。在辐照条件下,SA508 Gr.4N钢的力学性能变化与合金元素存在一定的关系,在其微观特征变化中也发现合金元素间存在某种协同作用。本文对当前国际上SA508 Gr.4N钢辐照性能研究的最新进展进行介绍和评价,并对未来值得探索的方向提出了建议。     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金中一种新的热机械循环训练机制

研究了热机械循环训练对Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系合金形状记忆效应的影响.结果表明对于不同碳含量的3种合金,只要中间退火温度选择适当,热机械循环训练都可显著提高合金的形状记忆效应.合金的最佳中间退火温度随碳含量的增加而升高.含碳最低(＜0.02%)合金的最佳中间退火温度为550℃,而含碳0.18%舍金的最佳退火温度高达1050℃.经TEM分析,发现对于低含碳量(≤0.12%)的两种合金,热机械循环训练提高合金形状记忆效应的机制是层错增加机制;而对于含碳量0.18%的合金,其机制是第二相的析出作用.     

NiTi合金形状记忆效应的微观机制研究进展

NiTi合金具有优异的形状记忆功能和良好的生物体兼容性,近年来对它的应用研究受到工程界和医学界的重视,同时对NiTi合金形状记忆效应的微观机制的研究也在逐步深入.介绍了NiTi合金的主要特性及影响其形状记忆功能的主要因素,总结了NiTi合金的形状记忆效应和超弹性的微观机制研究现状,并指出了需对该合金进一步研究的一些问题.     

我国形状记忆合金应用现状及发展趋势

形状记忆效应是20世纪30年代首次被发现并公开报道的，美国哈佛大学A．B．Greninger等学者在CuZn合金中发现，马氏体会伴随着加热和冷却而收缩并长大，但在当时并未引起足够的重视。直到1963年，美国海军武器实验室Buehler等人发现了等原子TiNi合金中的形状记忆现象，形状记忆效应的应用开发才得以促进，并由此拉开了世界范围的形状记忆合金研究热潮的序幕。     

Co-x%Mn合金中的fcc→hcp相变和相关的形状记忆效应

Co-Mn合金是磁诱发形状记忆效应候选材料之一，本文制备了不同Mn含量的Co-Mn合金，研究了合金成分对Co-Mn二元合金中应力诱发γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变及形状记忆效应的影响作用，研究结果发现，对于能够发生γ→ε马氏体相变的Co-Mn合金，具有部分形状记忆效应；随着Mn含量的增加，马氏体量减小，基体的强度降低，导致合金的形状回复率和可回复应变均有不同程度的下降。     

TiNiAl合金形状记忆及超弹性效应研究

研究了不同热处理制度对TiNiAl合金的形状记忆恢复率的影响,得出了适宜的时效处理温度和时间.通过对合金相转变温度的测定发现Al的加入大大降低了TiNi合金的相转变温度,合金的成分对其相转变温度具有重要的影响.对合金的应力-应变曲线的测试表明其具有良好的超弹性效应.     

铼在镍基高温合金中作用机理的研究现状

镍基单晶高温合金因其优异的高温力学性能、抗热腐蚀性能成为航空发动机中不可替代的涡轮叶片材料,少量稀有元素铼(Re)能大幅提高镍基高温合金的承温能力和力学性能,这一现象被称为"铼效应"。近几十年来,铼效应的强化机理备受关注,简要综述了国内外关于铼元素在高温合金中分布特征的研究进展及对应的铼强化机理,并展望了镍基高温合金中铼效应的研究趋势及挑战。     

室温交换偏置效应的研究进展

交换偏置效应是指材料在外加磁场或不加磁场冷却后,磁滞回线沿磁场轴发生偏移的现象.它已成为研究信息存储技术的重要理论基础,在诸如磁传感器、磁存储读头以及磁自旋阀等电子器件中有着不可或缺的作用.因此,近年来引起了研究者极大的关注和研究.交换偏置效应广泛存在于纳米核壳结构的颗粒,多层膜体系以及块状合金中.但是,目前研究的具有交换偏置效应的绝大多数材料体系都在低温下(T≤50 K)才可以出现交换偏置效应,从而在很大程度上限制了交换偏置效应在实际中的应用.经过多年的探索和研究,在部分薄膜体系、纳米核壳结构和近补偿的亚铁磁体系得到了室温交换偏置效应.本文将对近年来室温下的交换偏置效应研究进行详细的整理和总结,分析了现阶段室温交换偏置效应研究中存在的问题及面临的挑战,希望能为室温交换偏置效应体系的研究提供参考.     

"形状记忆合金"专题序言

材料的形状记忆效应,最早可以追溯到1932年发现金镉合金的形状恢复现象;真正受到关注却是1963年美国海军实验室发明的NiTi合金。几年后该合金应用于"阿波罗"11号登月舱释放的直径数米的通讯天线。随后又在高分子、陶瓷等材料中发现了形状记忆效应。目前形状记忆材料已经成为重要的智能材料之一,在航空、航天、电子、机械、建筑、医学等领域取得了广泛应用。现已发现数十种形状记忆合金。按驱动方式,形状记忆合金可以分为温控和磁控两大类。