THERMODYNAMICS OF MARTENSITIC TRANSPORMATION IN β-Cu BASE ALLOYS

提出对β-Cu基合金热弹性马氏体相变的热力学处理。计算了Cu-Zn,Cu-Al及Cu-Zn-Al合金马氏体相变驱动力,T_0温度及M_s温度,M_s的计算值与实验值符合很好。母相有序降低Cu-Zn和Cu-Zn-Al的M_s,但升高Cu-Al的M_s(T_0)。并简介了两种估算非化学自由能的方法。     

β—Cu基合金马氏体相变热力学

提出对β-Cu基合金热弹性马氏体相变的热力学处理。计算了Cu-Zn,Cu-Al及Cu-Zn-Al合金马氏体相变驱动力,T_0温度及M_s温度,M_s的计算值与实验值符合很好。母相有序降低Cu-Zn和Cu-Zn-Al的M_s,但升高Cu-Al的M_s(T_0)。并简介了两种估算非化学自由能的方法。     

热循环对Cu-Zn-Al合金热弹性马氏体转变的影响

本文研究了热循环对Cu-Zn-Al合金马氏体相变的影响,其中包括热循环对相变热滞、转变特征温度及马氏体形貌的影响。由电阻-温度曲线表明M_s和A_f温度随热循环次数增加而升高;但M_f和A_s温度则保持不变。还可看到参加热循环的马氏体量随循环次数增加而减少。在300次左右达到饱和。用金相和电子显微镜研究了马氏体转变形貌的变化。发现淬火后马氏体的生长和收缩以两种方式同时进行,即连续式和爆发式两种。经过60次热循环后马氏体生长和收缩均以阶梯式分步进行。     

EFFECT OF THERMAL CYCLING ON THERMOELASTIC MARTENSITIC TRANSFORMATION IN A Cu-Zn-Al ALLOY

本文研究了热循环对Cu-Zn-Al合金马氏体相变的影响,其中包括热循环对相变热滞、转变特征温度及马氏体形貌的影响。由电阻-温度曲线表明M_s和A_f温度随热循环次数增加而升高;但M_f和A_s温度则保持不变。还可看到参加热循环的马氏体量随循环次数增加而减少。在300次左右达到饱和。用金相和电子显微镜研究了马氏体转变形貌的变化。发现淬火后马氏体的生长和收缩以两种方式同时进行,即连续式和爆发式两种。经过60次热循环后马氏体生长和收缩均以阶梯式分步进行。     

低温金相装置的设计与应用

一、前言低温金相技术可用在低于室温条件下直接观察金相组织的连续变化。这一技术对于研究材料在低温下的马氏体相变,尤其对具有热弹性马氏体形状记忆合金的相变有着重要的意义。如形状记忆合金的M_s点,其定义为产生第一片马氏体组织时的温度,然而目前在国内对此类合金的M_s(包括M_f、A_s和A_f点)的测定均采用低温电阻和低温X射线衍射等方法。上述方法都需待合金内马氏体相转变到一定程度后方能由检测仪有关物理参数的变化反映出来,所以测得的相变温度都不可避免地有较大的误差。迄今,较为精确的方法是利用低温金相显微镜     

40CrMnSiB结构钢连续冷却过程相变及组织分析

利用相变膨胀仪分析不同连续冷却工艺对新型低成本含硼结构钢40CrMnSiB相变及组织转变的影响,利用膨胀法测定材料临界点及CCT曲线。结果表明:在试验条件下,40CrMnSiB钢相变温度A_(c1)为750℃,A_(c3)为850℃,M_s为340℃,M_f为175℃。在CCT曲线中,相变区域主要有三部分:高温区域的A(奥氏体)→F(铁素体)+P(珠光体)转变,中温区域的A(奥氏体)→B(贝氏体)转变及低温区域的A(奥氏体)→M(马氏体)转变。随冷却速度增大,铁素体、贝氏体相变开始温度和结束温度均有下降趋势。     

EFFECT OF SOLUTION STRENGTHENING OF AUSTENITE ON MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Ni-C ALLOYS

测定了5种不同成分Fe-Ni-C合金的M_s温度和奥氏体在M_s时的屈服强度σ0.2(M_s)。求得奥氏体在M_s温度时的固溶强化方程为:σ0.2(M_s)=25.9+3410XC+567XNi,MPa。Ni,C浓度对M_s温度的影响可以方程M_s(K)=829-8650XC-1766XNi表示,以及σ0.2(M_s)与M_s的线性关系为:σ0.2(M_s)≈210-0.323M_s(℃),MPa.说明奥氏体在M_s时的固溶强化形成马氏体相变的阻力,它和相变驱动力及与M_s均呈线性关系.含25wt-％Ni,含碳在0.11Wt-％的合金基本形成位错马氏体,仅有极少量孪晶,当含碳为0.12wt-％时,则以23.97wt-％Ni为位错和孪晶亚结构的临界含Ni量.利用Magee和Davies图导出了奥氏体的σ0.2(M_s)对Fe-Ni-C合金马氏体形态的影响图,推断出奥氏体的临界分切应力随σ0.2(M_s)的变化关系,借以解释位错型和孪晶型马氏体的形成。     

C-Mn-Ni高强钢的连续冷却相变研究

采用Formastor-FII相变仪和MMS-300热模拟实验机,研究了低锰、中锰钢在不同开冷温度及不同变形量条件下的连续冷却相变,建立了实验钢的连续冷却转变曲线,分析了贝氏体及马氏体的相变规律。结果表明,随着冷却速率的增加,低锰钢依次经过粒状贝氏体、板条贝氏体及马氏体相区,中锰钢只经过马氏体相区,在较宽的冷却速率范围内,均可获得马氏体组织;随着开冷温度的降低或冷却速率的提高,低锰钢的贝氏体相变开始温度和中锰钢的马氏体相变开始温度均有所降低;随着冷却速率的增加及开冷温度的升高,实验钢的显微硬度值均有所升高;变形促进了低锰钢粒状贝氏体相变,其显微硬度值降低,变形细化了中锰钢马氏体组织,其显微硬度值升高。     

高马氏体含量双相钢组织及变形研究

采用不同的两相区温度保温和盐水淬火处理,在实验室条件下得到不同马氏体含量的含钒双相钢。利用扫描电子显微镜对不同马氏体含量的试样的断口和断口侧面分析,发现在高马氏体含量下,双相钢变形和断裂与马氏体含量和组织形态有关,且其均匀变形阶段的应变硬化指数n值及应变硬化速率也会随着马氏体含量的增加而显著升高。而加入钒,其碳化物弥散分布在铁素体中,增强了双相钢的应变硬化能力,提高了双相钢的力学性能。     

Fe-Ni-C合金中奥氏体固溶强化对马氏体相变的影响

测定了5种不同成分Fe-Ni-C合金的M_s温度和奥氏体在M_s时的屈服强度σ0.2(M_s)。求得奥氏体在M_s温度时的固溶强化方程为:σ0.2(M_s)=25.9 3410XC 567XNi,MPa。Ni,C浓度对M_s温度的影响可以方程M_s(K)=829-8650XC-1766XNi表示,以及σ0.2(M_s)与M_s的线性关系为:σ0.2(M_s)≈210-0.323M_s(℃),MPa.说明奥氏体在M_s时的固溶强化形成马氏体相变的阻力,它和相变驱动力及与M_s均呈线性关系.含25wt-％Ni,含碳在0.11Wt-％的合金基本形成位错马氏体,仅有极少量孪晶,当含碳为0.12wt-％时,则以23.97wt-％Ni为位错和孪晶亚结构的临界含Ni量.利用Magee和Davies图导出了奥氏体的σ0.2(M_s)对Fe-Ni-C合金马氏体形态的影响图,推断出奥氏体的临界分切应力随σ0.2(M_s)的变化关系,借以解释位错型和孪晶型马氏体的形成。     

THERMODYNAMICS OF MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Mn-C AND Fe-Ni-C ALLOYS

A Central Atom Model is introduced and the LFG and Hsu models are modified in order toevaluate the driving force for the martensitic transformation in Fe-Mn-C and Fe-Ni-C al-loys.The results show that the relationship between the driving force and the yield strength ofaustenite at Ms temperature,σ_(0.2)~γ/M_s,fits Hsu's formula;ΔG~=2.1σ_(0.2)~γ/M_s+907J/mol.The M_s temperatures of Fe-Mn-C and Fe-Ni-C alloys are also calculated.Thecalculated results are in good agreement with experimental values.     

THERMODYNAMICS OF MARTENSITIC TRANSFORMATION IN β-Cu BASE ALLOYS

An approach for the thermodynamics of the thermoelastic martensitic transformation in β-Cu base alloys is suggested.Driving forces for martensitic transformation,T_0 and M_s tempera- tures in Cu-Zn,Cu-Al and Cu-Zn-Al alloys were calculated and the calculated M_s are in good agreement with the experimental ones.Ordering of the parent phase lowers M_s(T_0)in Cu-Zn and Cu-Zn-Al alloys,but raises M_s(T_0)in Cu-Al alloys.Two methods for the es- timation of the critical driving force for the thermoelastic martensitic transformation are also introduced.     

亚稳态Fe-Cu固溶体合金的(Ms-电子/原子)曲线

用机械合金化(MA)锻压方法制备了bcc和fee结构的块状亚稳态Fe-Cu固溶体系统,并对系统的磁化强度、价电子结构进行了测量和计算,从亚稳态Fe-Cu固溶体的饱和磁化强度Ms-e／a(电子／原子)曲线可看出：大约在26．2e／a的区域Ms有最大值,并且在大约28．6e／a的区域接近零．这个结果与Fe-Co和Fe-Ni系统类似(在大约26．2e／a的区域Ms最大,在大约28．6e／a时Ms近似为零).由此我们推论：相对在0K亚稳态Fe-Cu固溶体的每原子的电子数字的饱和磁矩(Ms)曲线与其它二元过渡金属(Fe-Co和Fe-Ni)的曲线类似．在Cu含量大约为35mol％(此时平均电子结构为27．1e／a)时的混合相区域出现负的曲率．     

INFLUENCE OF AUSTENITE STRENGTHENING ON MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-Mn-C ALLOYS

The M_s temperature and the yield strength of austenite at M_s temperature have been meas-ured for five Fe-Mn-C alloys.The experimental results show that there is a linear relation-ship between them.The effect of the solution strengthening of austenite on martensitemorphology is also studied.It is pointed out that there is a characteristic temperature T_c inaustenite strengthening.Martensite morphology is mainly of dislocated laths when M_s>T_c,and is mainly of twinned plates when M_s相似文献   

含硼的Cu—Zn—Al合金中母相晶粒度和有序度对Ms的影响

研究了母相平均晶粒尺寸和有序度对Cu-25.62Zn-3.97Al-0.0018B(wt-％)形状记忆合金热弹性马氏体相变点的影响。从相变热力学出发,得到马氏体相变点和晶粒尺寸的平方根的倒数成线性关系,并且随晶粒尺寸增大,马氏体相变点升高,与电阻法测得的结果符合很好。运用Landau理论,得到马氏体相变点和母相有序度的定量关系式,与X光衍射和电阻法试验的结果符合较好。求得试验用合金母相DO_3有序化的激活能约为46kJ/mol。     

淬速对Ni-Mn-Ga快淬合金相变的影响

采用快淬技术制备了Ni-Mn-Ga薄带合金,研究了不同淬速对Ni-Mn-Ga快淬合金相变过程的影响.结果表明,快淬合金具有典型的热弹性马氏体相变过程,但合金的马氏体相变开始温度Ms比铸态合金的有所降低,并随淬速的升高,快淬合金的Ms逐渐降低.Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的热力学分析表明:快淬合金晶粒愈细小,Ms愈低;快淬工艺不改变合金的晶体结构;在不同淬速的快淬合金中有以(400)晶面为择优取向的织构存在.     

F6-21Ni-4Mn合金强脉冲磁场诱发马氏体相变的研究

采用磁性测量、光学金相和强脉冲磁场,研究了Fe-21Ni-4Mn合金的磁场诱发马氏体相变。发现在M_s点以上,当施加的磁场高于某一临界值(临界磁场)时,便能诱发马氏体相交;临界磁场随温度的升高而增加,并与ΔT(T-M_s)成直线关系;脉冲磁场强烈地促进变温转变,抑制等温转变;磁场对Fe-21Ni-4Mn合金的马氏体相变作用主要是Zeeman效应,求得在M_s点变温的熵变ΔS_(M_S)~(1t)为·13J/mol·K·同时发现磁场诱发的马氏体形貌为板条伏、片状和蝶状,其形成量随施加的最大磁场强度成线性增加。     

INFLUENCE OF GRAIN SIZE AND ORDERING OF PARENT PHASE ON M_s IN A CuZnAl ALLOY CONTAINING BORON

The effect of grain size and ordering of the parent phase on the critical points of thermoelasticmartensitic transformation in Cu-25.62 Zn-3.97 Al-0.0018 B(wt-%)shape memory alloyhas been investigated.Based on the thermodynamics of phase transformation,a linear rela-tionship between the starting temperature of martensitic transformation and the reciprocal ofthe square root of grain size is obtained,i.e.M_s temperature rises with increasing grain size.It shows a good agreement with the results of electric resistance measurement.Applying theLandau's theory,a quantitative relationship between M_s and the ordering parameter of theparent phase is set up,which is well confirmed by the results of X-ray diffraction and electricresistance measurement.The activation energy of the ordering process in the parent phase ofthe alloy is calculated to be 46 kJ/mol.     

TC4钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征

阐明了TC4钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征,从热力学角度分析了TC4钛合金电子束焊接接头在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制,为通过改变热处理制度控制TC4钛合金电子束焊接接头相变的方法,提供了理论基础.结果表明,TC4钛合金电子束焊接接头的相变驱动力来源于新相马氏体和母相的化学自由能差,形成的马氏体贯穿整个晶粒,并且其取向呈一定的角度;低于MS点的焊后热处理只能使马氏体长大,而高于MS点的焊后热处理不仅使马氏体长大,还使部分β相成为饱和固熔体,并残留在马氏体片层之间.     

STRUCTURE AND PROPERTIES OF Fe-Dy MULTILAYER IMPLANTED WITH Ar~(+)

用真空双源蒸镀法在Ｓｉ单晶衬底上制备了Ｆｅ，Ｄｙ原子数比为３：２的Ｆｅ─Ｄｙ成分调制多层膜．用ＡＥＳ、ＲＢＳ、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）以及磁性测量分析了Ａｒ~（＋）混合前后Ｆｅ─Ｄｙ多层膜的相交．Ａｒ~（＋）离子注入能量１１０ｋｅＶ，剂量５×１０~（１５）─１×１０~（１７）／ｃｍ~２．结果表明，注入剂量为１×１０~（１７）／ｃｍ~２时，Ｆｅ，Ｄｙ完全混合，并且由晶态的Ｆｅ，Ｄｙ完全转变为Ｆｅ_（６０）Ｄｙ_（４０）（近似于该化学配比）的非晶态合金，随Ａｒ~（＋）注入量的增加，Ｆｅ一Ｄｙ多层膜的Ｍ_ｓ下降，在剂量５０×１０~（１５）／ｃｍ~２时下降幅度最大。