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。     

NiMnGa合金磁控形状记忆效应及外特性

系统地阐述了铁磁NiMnGa合金的微结构、相变机理、形状记忆效应，并对NiMnGa磁控形状记忆合金的外特性进行了实验研究，得出了磁场、温度、预压力与NiMnGa合金形变率之间的静态关系，绘制了不同温度和预压力下的动态曲线，得比了静态形变率和动态形变率的变化规律。实验结果证明，NiMnGa合金变形率随预压力的增大而减小；随磁场强度的增大而增大；当温度接近向奥氏体转变温度时，形变率最大；这为NiMnGa合金的实际应用打下了理论和实验基础。     

不同合金成分对FeMnSi系合金形状记忆效应的影响

综述了该系形状记忆合金最近的研究工作以及提高和改善FeMnSi系合金性能的主要途径。主要通过选择合适的合金成分配比来提高和改善FeMnSi系合金性能,叙述了该合金系不同合金元素工艺对合金形状记忆效应的影响。     

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.     

热诱发ε马氏体量对Co-30Ni合金形状记忆效应的影响

为了明确具有ε马氏体转变的Co-Ni基合金形状记忆效应的来源,通过控制不同变形温度,在Co-30Ni合金中获得不同数量的热诱发ε马氏体,在此基础上利用OM和XRD研究了变形时预先存在的热诱发ε马氏体的演化及其对应力诱发ε马氏体转变的影响,并采用弯曲法表征了合金的形状记忆效应。结果表明:合金的形状记忆效应都随热诱发和应力诱发ε马氏体数量的增加而升高,但原位金相未观察到热诱发ε马氏体在应力下的长大合并。Co-Ni基合金的形状记忆效应来源于应力诱发ε马氏体转变,而不是热诱发ε马氏体在应力下的长大合并。低的母相屈服强度是Co-Ni合金形状记忆效应差的原因。预先形成的热诱发ε马氏体能提高母相的屈服强度,因而有利于形状记忆效应的提高。     

铁基合金中马氏体的显微组织力学性能和形状记忆效应

本文简述铁基合金中条状马氏体显微组织的特点和其与力学性能之间的关系;铁基形状记忆合金的现状。     

Si对Ti-Ni合金马氏体转变的影响

TiNi合金薄膜具有大的可变形量和强的形状记忆恢复力 ,是目前微型驱动器的候选材料。在TiNi合金溅射薄膜结晶化退火时 (高于 60 0℃ ) ,TiNi薄膜和Si载体的界面 ,将发生元素的互扩散 ,导致TiNi合金薄膜成分改变 ,并影响合金薄膜的强度及其形状记忆效应。为此 ,中国国立台湾材料科学与工程研究所开展了Ti51 Ni4 7Si2 形状记忆合金的研究。试验用Ti51 Ni4 7Si2 (at % )合金 ,是采用传统钨极电弧熔炼技术 ,在氩气保护下 ,重熔 6次而合成。熔炼的TiNi纽扣锭( 10 0 g) ,经 95 0℃、 7天均匀化处理后 ,切成片状试样 ,再经 90 0℃、 2h退火…     

TiNi薄膜马氏体稳定化及其形状记忆效应研究

用DSC研究了预变形对Ti51Ni49形状记忆合金薄膜的相变行为的影响，结果表明：预变形后薄膜的马氏体发生了稳定化现象，第一次逆相变温度T^1A随预应变量增加而升高，而在第二次相变循环中，马氏体稳定化现象消失，逆相变温度T^2A基本恢复到变形前的温度值，马氏体相变温度随预应变量增大而降低，但R相变受预变形影响不大，形状记忆效应研究表明，Ti51Ni49合金薄膜的可恢复应变随预应变量的增加而增大，其最大值4．5％在预应变量为6％时获得。     

γ相对磁形状记忆合金Co-Ni-Ga马氏体相变和形状记忆效应的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪和材料试验机等手段,研究不同热处理条件下γ相对Co44Ni26Ga30合金马氏体相变温度、力学性能和形状记忆效应的影响。结果表明：随热处理保温时间的延长,γ相析出增多,使得马氏体相变温度降低;γ相的引入显著改善合金的韧性,但损害了合金的形状记忆回复性能;通过适当的热机械训练可以大幅提高合金的形状记忆回复能力,最大形状回复率可达93%。     

Fe-Mn-Si多晶合金的形状记忆效应

本文研究了Fe-Mn-Si多晶合金的形状记忆效应(SME)与淬火温度的关系,以及马氏体转变点的变化。发现热轧样品经600—800℃处理后,记忆效应显著提高。形状记忆效应不仅受到ε相形态分布的影响,还与预存ε相的多寡有关。     

Cu-Zn-Al合金中马氏体的有序化对形状记忆效应的影响

研究了Cu-Zn-Al合金分别经水淬、分级淬火和淬火加时效处理后,马氏体的有序化程度及其和形状记忆效应(SME)之间的关系.有序化程度用一些特定马氏体线对的面间距差值△d来表征,线对指数应满足下式:(h_1~2-h_2~2)/3=(k_2~2-k_1~2)/n(对9R马氏体n=1,对18R马氏体N=4).分级淬火得到M18R马氏体,其△d值随分级等温时间而增大,与形状恢复能力η的提高一致.水淬得到M9R马氏体,刚淬火状态有相当大的△d和良好的SME,但室温停留使△d和η均下降,TEM点阵条纹象证实这是淬火过饱和空位在(001)_M基面聚集、降低有序程度的结果.淬火后高温时效(180℃)或过高的分级温度都会使△d和η下降,这与α相析出以及可能发生的溶质原子偏聚有关,都会降低有序程度.     

FeMnSi合金热马氏体和应力诱发马氏体相变与形状记忆效应的关系

通过研究预应变量３％的两种ＦｅＭｎＳｉ合金形状恢复量与ε－马氏体量随温度的变化，发现ε－马氏体在晶体中存在能量分布，使之在４５０℃回火不能完全逆转变，同时发现应变合金中储存弹性内应力，使材料在Ａｓ￣Ａｆ温度区间的膨胀与收缩系数不同。     

Co-Ni合金的马氏体转变特性和形状记忆效应

研究了Co_Ni合金的形状记忆效应 (SEM)和马氏体转变动力学。发现形状记忆效应随着Ni含量的增加而下降 ,并且与原有ε马氏体含量成正比。这表明Co_Ni合金的形状记忆效应与原有ε马氏体片的聚集有关。α ε之间的热循环处理增加了ε马氏体的含量 ,并且随着循环次数的增加 ,形状记忆效应增大。Co_Ni合金的马氏体相变动力学可以表达为 :Y =1 -exp[- 0 .0 0 5 2 6 (Ms- 2 5 ) ],其中Y为ε马氏体的体积分数 ,Ms 为马氏体转变起始温度 (℃ )。     

γ—Mn基合金双程形状记忆效应特性的研究

运用XRD研究了80％Mn—19％Cu—1％Ni合金马氏体晶格常数c、a随温度变化的趋势和在—定的预应变条件下，显微应变与温度、显微应变与形变恢复率的关系，研究了Ms点随塑性变形率变化的规律，由此研究7—Mn基合金马氏体的双程形状记忆效应的结构机制，结果表明：fct马氏体的塑性变形不但由滑移产生，而且可以由孪晶的重新取向而造成，而后者在微小的外应力作用下就可以实现，并且在形状恢复过程中，滑移和孪晶所起的作用不同，由于滑移而产生的变形，在马氏体逆相变中不能恢复，而那些具有c、a轴择优取向的变形微区和具有马氏体织构的微区，能够由马氏体逆相变即缸结构变为fcc结构，使形状得到恢复。     

热循环对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

采用电阻法和OM等手段研究了不同温度区间的热循环对Fe-14Mn-5.5Si-8Cr-5Ni合金微观组织和形状记忆效应的影响。结果表明:298 K～353 K、520 K、773 K和77 K～773 K热循环1次后,合金形状回复率均大幅度提高;298～773 K循环5次后的形状回复率提高了26%,77～773 K热循环5次后的形状回复率提高了36%。热循环显著减少了因淬火热应力导致的热诱发ε马氏体量,并且热诱发ε马氏体的逆转变向基体引入了大量的堆垛层错。与固溶态相比,热循环后再变形不仅使α’马氏体的数量显著减少,而且应力诱发ε马氏体以区域化的方式形成,因而合金的形状记忆效应显著提高。77～773 K的热循环比298～773 K的热循环更能显著提高合金形状记忆效应的原因是由于其引入了更多的堆垛层错。     

Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶的磁控形状记忆效应和磁控超弹性特性

证实了Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶发生的两步马氏体相变行为是完全热弹性的.在磁场作用下,该材料的马氏体相变和中问马氏体相变展现出相同的应变特征,且具有磁控双向形状记忆效应.磁场下应力-应变特性的测量结果表明,磁场不但对压应力诱发马氏体相变过程中变体重取向所需应力的大小有影响,而且使原来不可逆的形变成为可逆,这种磁控超弹性特性预示了该合金用作磁控超弹性元器件材料的可能性.     

生物医用Ti-16Nb-4Sn合金的超弹性和形状记忆效应

通过室温下拉伸及弯曲试验,研究了淬火温度以及循环拉伸对Ti-16Nb-4Sn(at%)合金的超弹性和形状记忆效应的影响.发现锻造态合金在室温变形后具有接近完全的超弹性.700℃冰水淬火的合金具有最好的形状记忆效应,室温变形后在150℃加热,形状回复率可达21.1%,但超弹性却最低.超弹性和形状记忆效应具有互补性.循环拉伸可以明显改善合金的超弹性.对于锻造态和经400℃冰水淬火的合金,通过4%应变量循环拉伸3次后均可获得完全的超弹性.XRD分析结果表明,室温下合金的组织为β α"马氏体.     

Cu-Al-Mn合金的低温形状记忆效应与晶体结构的关系

利用自制的合金低温特性测量装置研究马氏体相变温度Ms为100 K左右的Cu-Al-Mn低温形状记忆合金的形状记忆性能,并采用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜等研究其微观结构。结果表明：Cu-Al-Mn合金具有良好的形状记忆性能,其XRD谱中除含β相的衍射峰外没有其他相的衍射峰,并且有序度越高,合金的形状记忆性能越好;其它相的析出尤其是α（Cu）相的大量析出使得合金的形状记忆性能变差;在Cu-Al-Mn合金中,随着Mn和Al含量的增加,其马氏体相变温度降低。     

热处理对FeMnSiCrNrCo合金形状记忆效应的影响

研究了退火,淬火和训练处理ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉＣｏ合金形状记忆效应的影响。发现热锻样品退火处理后再进行高温淬火可提高合金形状记忆效应,增高淬火速度、训练处理是提高合金形状记忆效应的有效方法、经退火、淬火和训练处理后,合金的形状记忆效应达到８０％。     

TiNi合金的形状记忆效应及其工程应用研究进展

对TiNi合金形状记忆效应（SME）的特性、影响因素和工程应用的研究现状进行了综述。着重介绍了TiNi合金SME的特点及其工程意义,合金成分、热处理和加工工艺对SME的影响,以及TiNi合金在驱动器、连接器和紧固件制作,结构变形和开裂控制,结构振动主动控制等方面的应用,并就目前研究的不足以及该研究领域的发展方向提出了一些看法。