Fe,Mn—Si—Cr合金中γ→ε马氏体相变及其逆相变的内耗特征

用静电音频内耗仪测试了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ形状记忆合金在－１００￣３００℃温度范围内耗及模量变化,研究了γ→ε马氏体相变及其逆相变的内耗特征。结果表明,γ→ε马氏体相变及其逆相变具有不同的机制,在相变过程中未出现软模现象,可见该合金的层错形核可能无需点阵软化。相变过程中的模量变化归因子于ε相模量高于γ相的模量。     

γ-MnFe合金内耗的振幅效应

采用低频内耗仪研究原子分数分别为86.4%Mn和80.8%Mn的γ-MnFe合金在相变过程中内耗和模量的变化情况。结果表明，从高温到低温，γ-MnFe合金经历了反铁磁转变和马氏体相变，依次出现了反铁磁转变、马氏体相变和孪晶3个内耗峰，且均出现了振幅效应。这是由于反铁磁转变和马氏体相变所产生孪晶的结果。     

18Ni马氏体时效钢内耗的研究

用倒扭摆法测试了18 Ni马氏体时效钢的低频内耗.发现在降温中于165℃附近出现正马氏体相变内耗峯.在升温中于700℃附近出现反马氏体相变内耗峯.内耗峯的高度与T/f(T—温度变化速率,f—振动频率)成线性关系,恒温测量时,相变内耗降为背景值.还观察到相变过程中,切变模量发生软化.我们认为这个内耗是由外加切应力促进或加速接近临界的马氏体胚芽的界面位错滑移所引起.     

热弹性马氏体相变的内耗双峰现象

采用不完全马氏体相变法在0.01～10Hz范围内对CuAlNiMnTi多晶合金原位测量了内耗(IF)和相对动力学模量(RDM)。首次发现在完全马氏体相变中产生的单一相变内耗峰实质上是由两个不同的相变内耗峰叠加而成的,其中高温内耗峰(PH)对应于RDM的快速上升处(拐点),而低温内耗峰(PL)对应于RDM的最小值,峰位均与频率无关,因此属于相变内耗峰。     

相变及相关过程的内耗

内耗测量能显示Cu-Zn-A1中热弹性马氏体相变B29R和DO318R共存、以及单一1DO3←→18R或B2←→9R.Fe-Ni-Mn中等温马氏体相变在孕育期内出现相变内耗峰.因模量改变的特征不同,可将马氏体形核机制区分为与软模或局域软模有关和无关两种类型.Fe-Ni-C中珠光体相变和贝氏体相变都呈低频内耗,两者的特性相近.18Cr2Ni4WA钢及其脱碳合金、Cu-Zn-Al和Ag-Cd合金(包括上述Fe-Ni-C)在贝氏体相变孕育期内就出现相变内耗峰,论证此时发生贝氏体的形核过程.从相变时模量变化的实验,认为不同相变产生不同的相界面效应,使呈现不同的模量变化.只在(Ms-Tn)较大(如90K)的材料中,才在冷却过程的TN温度时,出现与反铁磁相变相关的磁畴界运动引起的内耗峰.材料的形状记忆效应可由马氏体逆相变的瞬间内耗峰面积     

热弹性马氏体相变中的低温内耗峰

采用不完全相变内耗测量法,在Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金马氏体相变中获得双内耗峰,即低温内耗峰和高温内耗峰.低温内耗峰位置对应于相对动力学模量的最小值,因此可以认为这个峰起因于模量软化效应;低温内耗峰的最大值与变温速率间呈现出很强的非线性关系,并随着变温速率增大逐渐趋于稳定,说明它的形成与时间有关.     

Au-Cu-Al合金相变的内耗

利用内耗方法分别对淬火态和时效态Au7Cu5Al4合金的相变过程进行了研究,分析了2种状态马氏体相变的差异.结果表明：淬火态与时效态Au7Cu5Al4合金的马氏体相变开始温度分别为-2.7和13.8 °C;根据驰豫内耗峰信息得出其晶界驰豫激活能分别为131.5和93.0 kJ/mol,反映了时效前后Au7Cu5Al4合金有序度的差异,即淬火态Au7Cu5Al4合金母相在室温下主要为B2结构,而时效态合金为L21有序结构.     

Fe-Mn-Si基形状记忆合金的奈尔温度(TN)对马氏体相变的影响

用静电音频内耗仪测量了 Fe- 30 .3Mn- 6 .1Si,Fe- 2 9.0 5 Mn- 6 .2 7Si- RE,Fe- 2 6 .4Mn- 6 .0 2 Si- 5 .2 Cr形状记忆合金在 15 0～ 6 0 0 K温度范围的内耗及模量变化 ,确定了三种合金的 TN 温度及 MS温度 ,通过计算 ε→ γ相变内耗峰的面积 ,研究了奈尔温度 TN 对 γ→ ε马氏体相变的影响 .结果表明 :合金成分显著地影响 TN 温度 ,其中 RE和 Cr均降低 TN 温度 .随着 TN 温度的降低 ,MS- TN 温度差增大 ,TN 温度对马氏体相变的抑制作用降低 ,使马氏体形成量增加 ,进而使 ε→ γ相变峰的面积即逆相变量增大 .     

Ga对β基Co-Ni-Al铁磁性形状记忆合金马氏体和磁性转变的影响

借助光学金相、示差热分析、振动样品磁强计和x-射线能谱分析等分析方法，研究Ga含量对Co41Ni32-Al27-xGax合金马氏体相变和Curie点的影响。研究结果表明：合金马氏体相变温度与Ga含量成正比，在1573和1623K淬火时，X增加1，马氏体相变温度提高25K，但Ga含量对Curie点影响不大；在1573K淬火时，具有高有序度的马氏体相比B2结构相的Curie点高32K，说明结构有序度对Curie点影响较大；淬火温度升高会显著提高合金的马氏体相变温度和Curie点，当淬火温度从1573K升高到1623K时，马氏体相变温度升高43～69K，Curie点平均升高41K；随着Ga含量的增加，合金的熔点降低，在1623K淬火时Co41Ni32Al18Ga9合金发生部分熔化。     

热处理对NiAlMn高温形状记忆合金相变行为的影响

研究了热处理和热循环Ni－Al－30Mn高温形状记忆合金相变行为的影响。结果表明：（1）在600－1100℃固溶淬火时，随固溶温度升高，该合金的马氏体相变温度升高；在1000℃固溶淬火后，马氏体相变开始温度和马氏体逆相变结束温度为分别为465℃和549℃，（2）在1000℃固溶处理处理和400℃时效处理后，该合金可获得良好的相变特性；热循环使相变行为的稳定性提高。（3）该合金的淬火组织由马氏体和γ相组成，其中马氏体的体积约占60％，马氏体的硬度高于γ相，时效处理后合金的相组成未变，硬度有所增加。     

Ni-Al系合金中的逆马氏体相变

采用多功能内耗仪测量室温至400 °C过程中，油淬Ni 36Al二元合金以及Ni27Al-12Fe、Ni-21.2Al-20Fe和Ni-24Al-16Fe三元合金的内耗和相对动力学模量，并采用X射线衍射仪分析了合金的相组成.结果表明：油淬Ni-36Al合金具有完全马氏体结构，油淬Ni-21.2Al-20Fe合金中含少量马氏体和大量类似Ni3Al和Ni5Al3的金属间化合物；在相同的频率和升温速率条件下，油淬Ni-21.2Al-20Fe的内耗峰最高且最窄，其内耗峰所对应的温度最低，油淬Ni-36Al的内耗峰最低且最宽，其内耗峰所对应的温度最高，并随Fe含量的增加而降低，且与其当量Al（Aleq）含量有关；内耗峰高度与单位时间内马氏体（L10）转变为奥氏体（γ）的转变量有关，而总的转变量与转变时间（峰宽）有关.     

Au-Cu-Al合金中的马氏体转变

采用3种热处理工艺研究了Au-Cu-Al合金母相的有序化程度,分析了其A2→B2→L21的有序化转变对马氏体转变的影响,即其相变点、马氏体和母相的结构,以及400℃时效炉冷处理后没有生成马氏体的原因.结果表明,采用100℃时效1.5 h后淬火到冰水中(热处理工艺II)的热处理工艺,可以得到表面浮突的马氏体;采用从650℃直接淬火到液氮中(热处理工艺I)的热处理工艺,也会发生马氏体转变,且其均为bct结构,时效处理可使母相得到充分有序化,从而提高其马氏体转变点温度,并使马氏体转变更加充分;此外,采用400℃时效、炉冷处理并淬火(热处理工艺III)的热处理工艺,可以获得更高的母相有序度,且不会导致马氏体相变,其所产生的bct结构的新相可能是通过形核长大转变而来.     

热弹性马氏体相变内耗峰的研究

采用不完全相变内耗测量法,研究了CuAlNiMnTi多晶合金在热弹性马氏体相变时内耗峰与外界变量的依赖关系;实验结果发现,测量频率较低时,内耗峰分解成双峰,随不完全相变温度ts的降低,双峰逐渐合并;高温内耗峰呈现出明显的反常振幅效应。     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁性能研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。系统研究薄膜的马氏体相变行为、磁场增强相变应变特性以及温度对磁感生应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜室温下处于奥氏体态,马氏体相变开始温度为271.5 K。当沿膜面方向施加0—0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。试验还发现,饱和磁感生应变显著依赖于测试温度。当测试温度低于拟马氏体相变结束温度时,饱和磁感生应变随温度的升高先缓慢增大,在马氏体相变开始温度附近磁感生应变值发生跳跃式增加,然后随测试温度的进一步升高而降低。     

Ni—Ti合金马氏体相变的位错模型

根据实验结果,建立了一个Ｎｉ－Ｔｉ合金马氏体相变的位错模型,认为该相变是以母相阵点到马氏体阵点的矢量ｂ１或ｂ２为Ｂｕｒｇｅｒｓ矢量的相变位错在母相（１１０）ｐ面上交替地运动,形成一对对（００１）Ｍ孪晶,马氏体以形成孪晶对的形式生长,这样的马氏体具有最小的弹性应变能。利用此模型提出了马氏体的热弹性行为和形状记忆效应的物理机制。     

Strain glass transition in high damping Mn-22Cu-5Ni-2Fe alloy

It has been recognized that the high damping capacity of MnCu based alloys is closely related to the formation of elastic twins as a result of antiferromagnetic transition and martensitic transformation. However, the mechanism for these transitions in this kind of alloy has not been fully understood. For example, previous investigations ascribed the elastic modulus softening prior to martensitic transformation to antiferromagnetic or pre-martensitic transitions, although no convincing evidence was reported. In this paper, an intensive experimental study was made of the modulus softening and microstructural evolution in a typical high damping Mn-22Cu-5Ni-2Fe alloy, and the evidence of strain glass transition was reported. Such a transition, characterized by a continuous formation of nano-martensite domains, is accompanied by a gradual frequency-dependent modulus softening over a broad temperature range prior to martensitic transformation.     

记忆合金相变的计算机模拟

用最近几年在结构相互作用模型方面取得了突破的嵌入原子方法(EAM)和等容分子动力学方法研究了Ni-Al系统的马氏体相变.这一模拟提供了马氏体相变转变过程中原子移动时微观过程的细节.突破了由于相变时间很短(大约10-11s),很难从实验中得到信息的局限.