高温宽相变滞后Cu-Al-Mn形状记忆合金的研究

通过恰当的成分设计，可得到具有较高马氏体相变温度及较宽相变滞后的Cu-Al-Mn形状记忆合金。用DSC(differential scanning calorimetry)及差热分析法测得：Cu-13．5 Al-2．5Mn-1．36Zn合金的M^*点(降温时马氏体相变最激烈的温度)为250℃；淬火后相变滞后宽度达到167℃。此合金具有良好的单向形状记忆效应，在表面应变为4％时，淬火态弯曲变形试样的形状回复率达95％，马氏体态长期时效对其影响不大，淬火后室温下(马氏体态)时效2年，弯曲变形试样的形状回复率达90％。室温淬火后，合金的力学性能指标如下：抗拉强度约250MPa，伸长率约7％，硬度为190HB。这种合金具有性能稳定、可用温度及时间范围较宽、力学性能较好等特点。     

Ni48Mn33Ga19合金的马氏体相变和磁性形状记忆效应

铁磁性Heusler型合金Ni2MnGa是近年来开发的新型磁控制功能材料，但其马氏体相变温度通常远远低于室温，不利于实际应用。本文研究了多晶Ni48Mn33Ga19合金的马氏体相变特征，发现该合金的马氏体相变温度已提高到室温以上。在室温下，分别测量了不同条件下制备的试样的磁场诱发应变，提出了增大材料磁致应变的有效方法。     

Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)磁性形状记忆合金的相变

研究了非化学计量成分的多晶Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)系列合金的热弹性马氏体相变和磁相变.合金的马氏体相变温度Ms随Mn含量的增加而升高,当x＞4时,Ms已经升高到室温以上,而马氏体相变滞后△T随z的增大而减小;合金的磁相变温度TC随z增加而升高,但变化范围不大,在z＞2后,Tc保持在348 K左右.实验获得了一种具有实用前景的合金成分--Ni52Mn25Ga23合金,其马氏体相变温度在室温以上,相变滞后仅为5 K.     

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。     

Ti-50．8Ni-0．3Cr超弹性合金的相变与形变特性

用示差扫描量热仪、X射线衍射仪、拉伸实验和循环实验研究了退火温度、形变温度和应力-应变循环对Ti-50.8Ni-0.3Cr超弹性(SE)合金丝和弹簧相变、形变及应力循环特性的影响.350-600℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金室温下呈SE特性,室温组织由母相B2和TiNi3组成.退火温度显著影响合金的相变类型,随退火温度升高,合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低,应力诱发马氏体应力先降低后升高;随形变温度的升高,SE弹簧的应力诱发马氏体切应力增加;随应力循环次数增加,SE弹簧的应变恢复率先快速衰减后趋于稳定.预循环训练可增加弹簧SE特性的稳定性.要使该合金弹簧具有良好的SE特性,退火温度应为400-550℃,使用温度应在室温以上.     

淬火温度对Co40.5Ni34Al25.5合金相变和磁性的影响

用金相显微分析、DSC和VSM方法研究了Co40.5Ni34Al25.5合金马氏体相变和Curie点随淬火温度的变化,通过三点弯曲试验研究其形状记忆效果.结果发现该合金马氏体相变温度和Curie点与淬火温度成正比关系.马氏体相变的4种温度,即Ms,Mf,As和Af基本平行变化,淬火温度每升高10℃,马氏体相变温度和Curie点升高8℃～9℃.β相中Al的含量随淬火温度升高而降低,因而使马氏体相变温度和Curie点升高.1320℃淬火的Co40.5Ni34Al25.5合金的弯曲强度约为450 MPa,弯曲试验表明Co40.5Ni34Al25.5合金有双向形状记忆特性.     

Ti-49.8Ni形状记忆合金的氧化、相变和形变特性

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描热分析仪及拉伸试验机研究了Ti-49.8Ni形状记忆合金(SMA)的氧化、相变和形变特性.结果表明,退火温度超过600℃时Ti-49.8Ni合金的氧化加剧;400～600℃退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A-母相,R-R相,M-马氏体相),随退火温度升高,合金的马氏体相变温度升高,R相变温度基本不变,马氏体相变热滞先减小后升高,马氏体再取向应力先降低后升高,合金的塑性提高.Ti-49.8Ni合金室温相组成为M和TiO2,呈形状记忆效应;形变温度超过110℃后合金呈超弹性.400～550℃退火态合金的SME特性良好,退火温度高于600℃后合金特性变差;随循环次数增加,Ti-49.8Ni合金弹簧的应变恢复率减小,循环次数超过100次后恢复率衰减变缓.     

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.     

Ti-50.1Ni形状记忆合金相变与形变行为

用热重分析仪、X射线衍射仪和拉伸试验研究了退火温度、变形温度对Ti-50.1Ni形状记忆(SME)合金丝的相变、形变的影响.Ti-50.1Ni合金加热氧化过程中温度超过600℃后氧化加剧,故退火温度不宜超过600℃.该合金奥氏体相变开始温度(As)高于室温,室温相为马氏体,呈SME特性.350～600℃退火态Ti-50.1Ni合金在室温下均呈SME.     

定向生长Ni50-xMn29+xGa21(x=0~4)合金的相变与磁感生应变

采用定向凝固方法制备Ni50-xMn29+xGa21(x=0~4)系列多晶合金,并研究合金组分对马氏体相变温度和磁性能的影响。结果表明,当x≤3时,合金的马氏体相变温度Ms随着x的增大而升高,而马氏体相变滞后ΔT随x的增大而减小;当x=3时,Ms升高到309.6 K,居里温度Tc为360 K;但是随着合金中Mn继续替代Ni,即x=4时,Ms降低到283.2 K,Tc为362 K。室温下测量Ni47Mn32Ga21样品的磁感生应变,无应力下其饱和磁感生应变值达到了–700×10-6,对应的磁场强度为4.5×105 A/m