Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金中Cr23C6的析出行为

第二相粒子Cr₂₃C₆作为Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金中奥氏体主要强化相,对形状记忆性能起到重要影响。根据经典晶界形核长大动力学理论,分析解决包括Cr₂₃C₆相变化学自由能、界面能等一系列相关参量的理论计算及关键参数选择原则等问题。提出了Cr₂₃C₆在Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记合金奥氏体基体中沉淀析出的相对定量理论计算方法,计算结果和试验结果吻合较好。计算出的PTT曲线(沉淀量-温度-时间曲线)可以作为Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金时效处理参数选择的理论依据。     

Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni-0.5Ti形状记忆合金组织和性能的研究

对Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni-0.5Ti形状记忆合金的组织和性能进行了研究.合金经由小变形量压缩(3%)之后在873K下退火处理15min,反复处理5个循环.用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)对其显微组织进行了研究.在5次训练过后,合金可回复应变由1.26%上升至1.8%.在训练过程中逐渐析出TiC颗粒,直径大约100～150nm,对记忆效应有良好的作用.     

热机械"训练"工艺对Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.05N合金组织及形状记忆效应的影响

利用透射电镜、扫描电镜等设备研究了Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0．05N合金在不同“训练”工艺下的组织，得到结论如下：“训练”2次时，试验合金的形状记忆效应最佳，此时可恢复的ε马氏体含量最大，并呈单一切变模式生长；“训练”3次时试验合金的母相中产生位错缠结，抑制了ε马氏体的逆转变，合金的形状记忆效应开始下降。     

Ni含量与预应变量对Fe基形状记忆合金形状记忆效应的影响

研究了Ni含量（1.5wt%-7.0wt%）与预应变量对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金的影响.对不同Ni含量下合金的力学性能、形状记忆恢复率与不同预应变量下合金的形状记忆恢复率进行了分析,并通过TEM观察其中两种合金的显微结构.结果表明,Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中,△σ（即σb-σ0.2）越大,合金的最大形状记忆恢复率就越大;含Ni量为3.15wt%的合金在预应力作用下,易形成高密度且具有层错亚结构、位向单一的ε马氏体,从而具有最好的形状记忆效应.     

热处理对Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金阻尼性能的影响

研究了热处理对Ni53Ga27Fe15Co5铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响.结果表明:室温下,应变振幅低于1.0×10-4时,Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金的内耗为阻尼共振型;应变振幅高于1.0×10-4时,为静滞后型.热处理使得Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金的相变温度变低,阻尼性能显著提高.     

热机械“训练”工艺对Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0．05N合金组织及形状记忆效应的影响

利用透射电镜、扫描电镜等设备研究了Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0．05N合金在不同“训练”工艺下的组织,得到结论如下:“训练”2次时,试验合金的形状记忆效应最佳,此时可恢复的ε马氏体含量最大,并呈单一切变模式生长:“训练”3次时试验合金的母相中产生位错缠结,抑制了ε马氏体的逆转变,合金的形状记忆效应开始下降。     

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％。     

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。     

热-机械训练对Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni形状记忆合金性能的影响

研究了热-机械训练对Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni合金形状记忆效应(SME)的影响,对合金在HCI、NaOH和NaC1溶液中的耐腐蚀性进行了实验研究.结果表明,热-机械训练能够有效提高合金的形状回复率,在600℃进行中间退火,形状回复率较好;热-机械训练次数为3次时,形状回复率达到最大值(98%).Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni合金的耐腐蚀性在NaOH溶液中较好,在NaC1溶液中次之,在HC1溶液中较差.     

析出相形态对Ni-Ti形状记忆合金力学性能的影响

对室温奥氏体相NiTi形状记忆合金进行热处理,在300和500℃时效温度下,分别获得具有粒状和针状Ni4Ti3析出相的组织特征,对两种组织的合金进行准静态和动态力学性能研究,对比分析析出相形态对奥氏体NiTi形状记忆合金静动态力学行为的影响规律。结果表明,准静态拉伸加载下,随应变率的提高,两种组织的应力诱发马氏体相变过程均呈现明显的应变率效应,对比分析发现,针状组织的NiTi合金发生应力诱发马氏体相变的初始应力值低,材料塑性好,抗拉强度高;准静态压缩加载时,两种组织的力学性能相近;动态压缩加载时,针状组织的动态压缩屈服强度显著高于粒状组织,但是由于粒状组织马氏体塑性变形阶段表现出更强的应变硬化效应,导致二者的动态抗压强度值相近。论文对相关机理进行了讨论和分析。     

Influence of roll and solution treatment processing on shape memory effect of Fe-14Mn-5Si-9Cr-5Ni alloy

The shape memory effect was studied in an Fe-14Mn-5Si-9Cr-5Ni alloy rerolled at 1123 K after hot rolling at 1423 K, followed by solution treatment at different temperatures. It was found that the alloy exhibits a maximum degree of shape recovery in a bending test and a complete recovery tensile strain of 2.2% in samples that were solution heated at 973 K for 600 s and then quenched in water. The rerolled processing at 1123 K after hot rolling at 1423 K and the microstructure under solution treatment state are important for obtaining a good shape memory effect in the alloy.     

The corrosion behaviour of Fe-15Mn-7Si-9Cr-5Ni shape memory alloy

The corrosion behaviour of Fe-15Mn-7Si-9Cr-5Ni (mass%) shape memory alloy at 25 °C in 0.5 M H₂SO₄ and 3.5% NaCl solutions has been studied using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance techniques. Three different microstructures viz., single-phase γ, γ-δ and γ-Fe₅Ni₃Si₂, were produced by heat-treating the alloy in different equilibrium phase fields. The corrosion behaviour in 0.5 M H₂SO₄ solution is almost same for all three microstructures, barring a slight difference in the passivation range. Although, the passivation current in 0.5 M H₂SO₄, is in the same range as that of SS 304, the critical current required for onset of passivation is almost three orders higher and the passivation range is much shorter. In 3.5% NaCl solution the corrosion behaviour of all three microstructures of the Fe-15Mn-7Si-9Cr-5Ni shape memory alloy was that of general dissolution without passivity or localized attack (pitting). The best corrosion resistance in both H₂SO₄ and NaCl solutions is shown by the single-phase γ microstructure.     

Effect of Cu addition on corrosion resistance and shape memory effect of Fe- 14Mn-5 Si-9Cr-5Ni alloy

The modification of Fe-14Mn-5Si-9Cr-5Ni shape memory alloys(SMAs) by copper addition was carried out, aiming at further enhancing its corrosion resistance. The results of electrochemical potentiodynamic measurement and immersion test show that copper can remarkably improve the corrosion resistance in Cl- solution. Otherwise, it is found that copper cannot markedly affect the mechanical properties nor the shape memory effect(SME). As for the effects of copper on Fe-Mn-Si based alloys, the austenite strengthening is one of the key factors to improve SME.     

热处理对NiTi形状记忆合金力学性能的影响

研究了热处理工艺对50.8at%NiTi形状记忆合金力学性能的影响。通过对NiTi合金试样在不同温度下进行固溶处理和时效处理并进行单向拉伸试验,得到试样的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学性能参数。通过光学显微镜对热处理前后试样的显微组织进行观察,估算其晶粒尺寸,并利用Hall-Petch理论分析了试样的晶粒尺寸对屈服强度的影响。研究发现将NiTi合金先进行固溶处理,再进行时效处理,其力学性能改善较为明显。为NiTi 形状记忆合金的工程应用提供了试验依据,有利于扩大该合金的工程应用范围。     

热处理和循环应变对TiNiZr合金形状记忆行为的影响

利用拉伸实验、光学显微镜和透射电镜研究了退火工艺、时效工艺和循环应变对Ti-50.8Ni-0.1Zr合金形状记忆行为的影响。350~400 ℃和600~700 ℃退火态合金呈超弹性(SE),450~550 ℃退火态合金呈形状记忆效应(SME);300 ℃/(1~50 h)和400 ℃/1 h时效态合金呈SE,400 ℃/(5~50 h)和500 ℃/(1~50 h)时效态合金呈SME。随退火温度升高,合金应力应变曲线平台应力σ_M先降低后升高,最小值200MPa在500 ℃退火后取得;残余应变ε_R先升高后降低,最大值2.64%在500 ℃退火后取得。随时效时间延长,300 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R始终较小;400 ℃和500 ℃时效态合金的σ_M降低,ε_R先升高后趋于稳定。随循环次数增加,呈SE的合金由部分非线性SE转变为完全非线性SE,且σ_M和能耗△W先降低后趋于稳定;呈SME的合金的σ_M和△W先降低后趋于稳定。     

时效对TiNiCr形状记忆合金马氏体相变与超弹性的影响(英文)

通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微观察(TEM)、差式扫描量热分析(DSC)与拉伸实验研究时效处理对Ti48.4Ni51.1Cr0.5合金显微组织、马氏体相变与超弹性的影响规律与机制。经400°C时效处理30 min后,合金中形成Ti3Ni4析出相。当时效温度介于400°C和500°C之间时,合金表现出两步马氏体相变。经时效处理的Ti48.4Ni51.1Cr0.5合金在室温下表现出优异的超弹性。随时效温度自300°C升高到450°C,超弹性恢复率增加。继续升高时效温度,恢复率下降。超弹性应力滞后表现出相反的变化趋势。通过分析Ti3Ni4析出相随时效处理的演化规律解释了时效处理与马氏体相变和超弹性之间的关系。     

回复加热速度对上淬Cu-Al-Mn合金的形状记忆效应的影响

采用光学显微镜、透射电子显微镜和电阻率测量技术,研究回复加热速度对上淬后Cu-8.8Al-10.27Mn合金的形状记忆效应的影响。结果表明：材料形状回复率随回复加热速度的减小而减小。当回复加热速度为20°C/min时,形状回复率可达75%;而当回复加热速度为1°C/min时,其形状回复率仅为8%。原位金相观察表明：材料的形状记忆效应是由马氏体逆转变后的残余孪晶形变马氏体的稳定性引起的。电阻率分析结果表明：残余孪晶形变马氏体的稳定性与其界面处空位与位错在慢速加热时形成的复合缺陷相关。而复合缺陷的形成会阻碍孪晶形变马氏体的逆转变。     

时效温度对Fe42.5Ni28Co17Al11.5Ta1形状记忆合金组织及伪弹性的影响

对Fe_42.5Ni₂₈Co₁₇Al_11.5Ta₁(at%)合金进行了不同温度下的时效处理,利用扫描电镜、X射线衍射仪等对时效后合金的组织和物相进行分析,并运用Origin Peak Fit Module软件进行了晶格常数的测定,同时对经不同温度时效后的合金在室温下进行了硬度和伪弹性的测试。结果表明:保持时效时间60 h不变,当时效温度由600 ℃增加至650 ℃和750 ℃时,晶内由γ′单相析出转为γ′和β两相析出。β相的析出与较高时效温度下Ta元素在基体里的固溶度增加有关。在晶内单相析出模式下,合金在室温下展现伪弹性,可回复应变为10.01%;在晶内双相析出模式下,在室温下展现超弹性,应力滞后小,可回复应变达12.41%。在650 ℃的时效温度下,合金在室温下的伪弹性表现最佳。