FeMnSiNiCr形状记忆合金中的γε相变及其形状记忆效应

本文研究了FeMnSiNiCr形状记忆合金中的γ→ε马氏体相变及其逆转变,以及处理方法对合金形状记忆效应(SME)的影响。发现层错扩展导致其有序重叠是ε马氏体形核的主要机制;孪晶界对ε马氏体的形成有较大贡献,并且易于形成相平行的ε马氏体,不易发生相互交叉。这对于合金的形状恢复极为有利。1000℃固溶处理可产生较多的退火孪晶,因此可使合金获得最佳的形状记忆效应。经过三次形变(?)300℃时效循环训练,可使形状恢复率达100％。     

Ti-Ni-Ce合金的相变行为及其形状记忆效应

通过示差扫描量热仪(DSC)等试验手段,系统分析了添加稀土元素Ce后所形成的Ti-Ni-Cex(x＝2 at%、3 at%、4 at%)系合金的相变行为和形状记忆效应,以及相变温度和相变潜热与稀土含量之间的关系.研究结果表明,相变温度(Ms,Mf,As,Af)受稀土含量的影响较大,总的趋势是先升高后下降,然后有稍微升高;而对相变潜热(马氏体相变潜热ΔHB2M、逆马氏体相变潜热ΔHMB2)的影响,则是随着稀土元素Ce含量的升高呈现上升的趋势;稀土的添加使Ti-Ni二元合金的相变滞后明显变窄,但与稀土的含量没有明显关系.研究发现,添加稀土后Ti-Ni形状记忆合金优良的形状记忆效应没有改变,而相变温度却有明显的提高.     

Cu-8.7Al-7.5Mn-4.5Zn合金中的马氏体相变

本文利用透射电镜（TEM）观察并分析了Cu-8．7Al-7．5Mn-4．5Zn合金马氏体相变后的组织与结构，结果发现：深冷后试验合金将发生马氏体相变，生成18R结构的β’1相；多变体马氏体呈自协作组态，变体间界面为孪晶β’1。相的亚结构为层错，它是经Shoekley不全位错在母相中扩展后形成的。     

粘结剂成分对WC—20（Fe／Co／Ni）硬质合金力学性能和显微组织的影响

用常规的粉末冶金工艺试制了四种成分的ＷＣ－２０（Ｆｅ／Ｃｏ／Ｎｉ）合金，优选粘结剂的成分及总碳量可使其力学性能最佳。着重研究了ＷＣ－２０（Ｆｅ／Ｃｏ／Ｎｉ）合金的力学性能和显微组织，发现粘结相为孪晶马氏体和奥氏体时，其主要力学性有不低于ＷＣ－２Ｃｏ，而粘结相全部为板条马氏体时，其主要力学性能低于ＷＣ－２Ｃｏ。     

二元Ti-Zr合金微观结构和形状记忆效应

近年来,新型钛基无镍合金以其良好的生物相容性、耐腐蚀性、低弹性模量、高相变温度等特性成为了形状记忆合金领域的研究重点。采用X射线衍射(XRD)、金相光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热分析(DSC)、压缩应力-应变实验等方法系统研究了TixZr100-x(x=20,30,50,70,80)合金的微观组织结构、相变特性、力学性能及形状记忆效应。结果表明:二元钛锆合金是一种典型的高温形状记忆合金,室温下为具有孪晶结构的单一hcp-α'马氏体相,晶格常数和晶胞体积都会随Zr原子含量增加而增大;合金具有从β母相到hcp-α'马氏体的可逆相变,相变温度随Zr原子含量增加先降低后增大,在Zr含量50%附近,马氏体相变开始温度最低,约为520℃;合金的屈服强度随Zr原子含量增加而增大,在Zr含量50%附近达到最大值(955 MPa),然后随Zr含量增加而下降;不同成分合金均具有形状记忆效应,其中Ti70Zr30合金的记忆效应最大,为1.7%。     

等径角挤压变形奥氏体不锈钢的组织演变

 用实验方法研究了奥氏体不锈钢在等径角挤压冷变形(路径RC)过程中组织变化。实验结果表明：当剪切方向与孪晶带方向成一定角度时，在剪切力的作用下，孪晶逐渐由大块孪晶→由剪切带分割的孪晶(楼梯状)→小块状→奥氏体亚晶或马氏体晶粒；部分孪晶在剪切力作用下，剪切带可直接碎化成具有大角度位向差的细小晶粒(奥氏体亚晶+马氏体晶粒)，可发生马氏体相变；当剪切方向与孪晶带方向相同时，孪晶带区域也可发生马氏体转变；3道次变形后，具有明显特征的孪晶已很少，此后继续进行剪切变形，孪晶碎化组织(含马氏体)和奥氏体剪切滑移带(含碎化晶粒)的变形以剪切滑移方式进行，当奥氏体的滑移遇到阻力时，可局部形成局部形变孪晶来协调变形；随变形道次的增加，马氏体转变也越多，在多次剪切以及道次中的交叉滑移作用下，马氏体板条逐渐被高密度位错墙分割而碎化成细小的晶粒；8道次变形后，可获得60~230 nm的等轴晶粒。     

一种兼具高强度、高应变硬化率和高塑性的新型钛合金

本研究设计了一种三元亚稳β钛合金Ti-9Mo-6W(质量百分数)。由于该合金变形时会联合出现相变诱发塑性效应和孪晶诱发塑性效应,使该合金的加工硬化速率可以接近2 100MPa,均匀变形能力高于35%。为了深入了解Ti-9Mo-6W合金的变形过程,对其变形过程中的显微组织进行了详细分析。结果表明,Ti-9Mo-6W合金变形过程中存在{332}113机械孪晶、应力诱发ω相、应力诱发α"马氏体等不同的变形机制,综合作用使合金内部最终形成了具有高度协合性的复杂网络变形组织。     

碳含量对Fe-Mn-Cu-C系TWIP钢组织和力学性能的影响

 采用真空熔炼法制备Fe-20Mn-3.0Cu-XC系高强度高塑性合金钢,通过X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）观察方法研究了碳含量对该系列合金微观组织和力学性能的影响,分析了合金的拉伸变形微观机制。结果表明：Fe-20Mn-3.0Cu-XC系合金拉伸变形前后均为单相奥氏体组织,未发生马氏体相变。随着碳质量分数的增加,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率均显著提高。Fe-20Mn-3.0Cu-1.41C合金的屈服强度为501.62MPa,抗拉强度为1178.4MPa,具有优异的综合力学性能。Fe-20Mn-3.0Cu-XC系合金具有优异的应变硬化能力。随着碳质量分数增大至1.41%,最大应变硬化指数n值达到0.782。Fe-20Mn-3.0Cu-XC系合金拉伸变形过程中,TWIP效应是主要的塑性变形机制,大量位错的塞积、形变孪晶的形成以及位错与孪晶间的交互作用共同引起材料强度和塑性的提高。     

Ti—5123合金中的界面相研究

本文用ＴＥＭ等方法对新研制的近α型结构钛合金Ｔｉ－５１２３合金的界面相进行研究。淬火和淬火粕低于８００℃时效的合金均未出现界面相，８００℃时效后始有界面相出现。界面相的Ｍ为ｆ．ｃ．ｃ．结构，取向关系为（００１）。Ｓ层为与α成（１０１１）〈１０１２〉孪晶关系的六方结构。两相钛合金在合适的加热温度和冷却条件下，在相界面处形成由扩散产生的合金元素浓度梯度，导致了该区域电子浓度的变化，是该钛合金中界面相形     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金在γ+α'复相状态下的形状记忆效应

用Ｘ射线衍射和ＴＥＭ方法研究了Ｆｅ－１４Ｍｎ－５Ｓｉ－９Ｃｒ－５Ｎｉ合金的应变诱发γ→ε和γ→α’马氏体相变行为,测试了几种合金为单相奥氏体以及奥氏体加α‘马氏体复相原始组织的形状记忆效应。探讨预应变前原始组织中存在的α’马氏体对形状记忆效应的作用。实验结果证实,这些合金从奥氏体加一定体积分数的α‘马氏体复相组织开始预应变,加热逆相变形状回复后,具有更高的形状回复率。     

淬火温度对40Mn2链板显微组织及疲劳性能的影响

本文研究了淬火温度对４０Ｍｎ２链板显微组织及疲劳性能的影响，研究结果表明，随着淬火温度提高，位错马氏体的数量增多，８３０℃淬火为孪晶马氏体和位错马氏体的混合组织，９００℃淬火为全部错马氏体，位错马氏体数量的增多，提高了链板的疲劳强度，但过高淬火温度（９５０℃）使晶体长大，疲劳性能下降。     

热处理工艺对NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响

对成分（at）为Ti－51．28％Ni合金的相变过程用电阻、金相法进行了研究．发现该合金加热过程中发生M→R＋M→B2转变，冷却时则有M→R＋M→B2转变．并用电阻－温度曲线测定了不同热处理工艺条件下合金的相变温度，讨论了固溶时效处理制度对马氏体相变及R相变的影响，也讨论了提高合金形状记忆效应稳定性的各种方式，结果表明，“高温固溶，中温时效”是有利于该合金马氏体相变的最佳热处理工艺．也是提高其形状记忆效应的有效途径。     

Cu—Zn—Al形状记忆合金速动记忆元件的研制

1.引言近年来,对NjTj基和Cu基形状记忆合金的形状记忆效应和记忆元件的设计已有很多研究,这些合金的形状记忆效应与合金的热弹性马氏体转变有关。一般热弹性马氏体相变的相变温区较大,用它制成的热敏元     

锰铜阻尼合金的研究

在锰铜系合金研究基础上，确定了一种实用型５０Ｍｎ４０Ｃｎ３．５Ａｌ３Ｆｅ１．５Ｎｉ合金，研究表明该合金除具有良好的工艺性能、机械性能和阻尼性能外，还具有调幅分解和马氏体转变过程，马氏体相变形成的微孪晶对阻尼功能作出了贡献。     

高应变速率下钛-钢复合板界面组织特征及变形机制

在高应变速率下,钛-钢复合板不同材料以不同的变形机制协调变形,结合界面起到至关重要的作用.本文分析研究了高应变速率下钛-钢复合板的界面组织特征和变形机制.结果表明:在钢侧,随着应变速率的提高,小角度(3°~10°)晶界含量增多,织构组分{112}〈241〉逐渐演变为织构{665}〈386〉和{111}〈110〉.在钛侧,随着应变速率的提高,出现了明显的形变孪晶组织,三种形变孪晶如{1121}〈1100〉拉伸孪晶、{1122}〈1123〉压缩孪晶和{1012}〈1011〉拉伸孪晶产生的难易程度不一样,变形机制由常规的"孪生变形为主"转变为"位错滑移与孪生变形共存"的复合变形模式.在结合界面处,随着应变速率的提高,需要适应由两侧产生的不同变形抗力,才能够实现连续变形而不致使材料发生破坏,其主要的协调机制依靠结合界面及附近晶粒的滑移实现变形.      

退火对V-4Cr-4Ti合金微观组织结构的影响

为了解高温退火前后V-4%Cr-4%Ti(记为V-4Cr-4Ti,下同)合金微观组织结构的变化,将合金在1000～1400℃,1×10-2Pa条件下退火不同时间(1h或3h)后,利用透射电子显微镜(TEM)分析了退火前后合金中位错、层错及孪晶的形态。分析结果表明,铸态合金中含有少量的层错和孪晶,但位错密度较高。高温退火后合金中的位错密度降低,层错、扩展位错的密度增加。孪晶密度随退火温度和退火时间的增加而增加。1200℃退火合金中的层错呈现规则的平行排列,层错使得基体衍射点发生分裂;孪晶的孪生面为钒的{211}晶面。在1300℃/3h退火合金中观察到了由大量微孪晶和位错组成的类"马氏体"结构。     

Ce-Mg合金加入对GCr15轴承钢夹杂物和凝固组织的影响

研究了加Ce(0～0.32%)-Mg(0～0.04%)合金对GCr15轴承钢的铸态夹杂物和凝固组织的影响。结果表明：添加Ce-Mg合金,能够促使夹杂物改性,生成大量的形状较规则,尺寸细小,分布弥散的Ce、Mg夹杂物;并且当0.016%[Ce]、0.002%[Mg]时,夹杂物更为细小弥散。在凝固组织方面,随着Ce-Mg合金的增加,钢的铸态组织碳化物分布更为均匀,网状碳化物的网状结构变得更加纤薄,当0.016%[Ce]、0.002%[Mg]时,珠光体片层更为纤薄,片层间距更小。Ce-Mg合金的添加能够显著减弱钢中C和Cr在枝晶间与枝晶干的合金元素偏析,减少枝晶间距,阻碍枝晶的粗化。     

有色合金的热弹性马氏体相变及其应用

综述本文作者及其合作者对有色合金的热弹性马氏体相变及其在形状记忆中应用的已发表的工作。在热力学研究、M_s 及 A_s 计算的基础上,本文提出材料中发生热弹性马氏体相变的必需条件。扼要总结我们对 Ni-Ti 及 Cu-Zn-Al 合金中的相变及形状记忆效应的工作。     

贝氏体铁素体内的精细孪晶

<正>关于贝氏体铁素体中是否存在孪晶的问题一直没有定论,国内外学术界就此问题进行了广泛的研究。在中碳、中高碳和高碳合金钢中也未发现与马氏体片内类似的孪晶组织。Sandvik在研究Fe-Si-C合金320℃等温贝氏体转变后的组织时指出,高温奥氏体孪晶取向区可能转变具有孪晶关系的贝氏体铁素体。国内一位学者提出:在贝氏体中存在孪晶不具有普遍性,     

Ti—5Al—1Mo—2Nb—3Zr合金的时效过程

用正电子湮灭技术、电镜、X射线衍射、金相及电阻等方法研究了Ti-5Al-1Mo-2Nb-3Zr合金的时效过程。合金在950℃淬火后为α相及六方α’马氏体,在针状马氏体中出现一种矩形薄片。在400℃以下时效未观察到电镜形貌的明显变化,但正电子湮灭技术示出晶体缺陷数量的轻微下降。400℃以上时效,晶体缺陷增多且重新排列,意味着马氏体脱溶的某些预备过程。在450～600℃各种测量均显示出β相析出(在600℃最激烈)。电镜可观察到不连续β相质点沿马氏体晶界及内部排列,两者成Burgers取向关系。当加热到800℃时,合金在空冷后出现界面相,其中M层为面心立方结构且具有fccI型取向,而S层为与α成{1011}〈1012〉孪晶关系的六方结构。