Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体相变的热力学特征

本文阐明了Cu—Zn—Al形状记忆合金马氏体转变的热力学特征，从热力学角度分析了Cu—Zn—Al记忆合金在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制，给出了控制Cu—Zn—Al记忆合金马氏体相变的方法．     

热处理对CuAlNiMnTi形状记忆合金相变滞后的影响

用电阻法、金相分析、电镜分析及Ｘ射线衍射等研究了热处理对ＣｕＡｌ－ＮｉＭｎＴｉ形状记忆合金相变滞后（Ａｆ—Ｍｓ）的影响．研究结果表明：淬火合金时效处理时，相变点急剧下降，时效初期相变滞后明显增大，后趋于稳定．淬火合金６００℃中温处理时，相变点下降，相变量减小．而热弹性马氏体相变类型则从Ｉ型转变到Ⅱ型，然后再转变到Ｉ型；伴随着热弹性马氏体相变类型的变化，相变滞后开始降低，然后增加．这是因为时效处理时析出ＮｉＡｌ基相，中温处理时析出ａ相所致．     

形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为

基于Eshelby等效夹杂模型和Mori—Tanaka的场平均法，考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性，发展了增量型的等效夹杂模型．基于该模型，探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性，特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响．计算结果表明：当基体进入屈服阶段后，在复合材料卸载过程中出现残余应力；弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同，其热相变特性有显著的区别．     

Fe-Mn-Si形状记忆合金fcc(γ)→hcp(ε)马氏体相变温度的热力学预报

借助于Fe-Mn-Si合金层错几率Psf的X射线测量,计算了Psf与合金成分的关系,得到Fe-Mn-Si三元系的1/Psf表达式.结合层错形核的热力学模型,经回归得Fe-Mn-Si合金fcc(γ)→hcp(ε)马氏体相变的临界相变驱动力和Psf的关系式,进而得到临界相变驱动力与合金成分的关系.借助Psf建立了成分与相变驱动力之间的关系,结合有关热力学分析计算得到的Fe-Mn-Si合金γ和ε两相Gibbs自由能曲线,预报了Fe-Mn-Si三元系合金的fcc(γ)→hcp(ε)马氏体相变的温度.     

Fe-Mn-Si形状记忆合金fc(γ)→hcp(ε)马氏体相变温度的热力学预报

借助于Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金层错几率Ｐｓｆ的Ｘ射线测量,计算了Ｐｓｆ与合金成分的关系,得到Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ三元系的１／Ｐｓｆ表达式．结合层错形核的热力学模型,经回归得Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金ｆｃ（γ）→ｈｃｐ（ε）马氏体相变的临界相变驱动力和Ｐｓｆ的关系式,进而得到临界相变驱动力与合金成分的关系．借助Ｐｓｆ建立了成分与相变驱动力之间的关系,结合有关热力学分析计算得到的Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金γ和ε两相Ｇｉｂｂｓ自由能曲线,预报了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ三元系合金的ｆｃｃ（γ）→ｈｃｐ（ε）马氏体相变的温度．     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni 系形状记忆合金 γε 相变温度与成份的关系

对现有ＦｅＭｎＳｉ、ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉ系形状记忆合金的成份和γε马氏体相变温度的实验测定数据进行了多元线性回归处理,建立了马氏体相变温度Ｍεｓ、Ａεｓ以及相变热滞（Ａεｓ－Ｍεｓ）与合金成份之间的定量经验关系．结果表明：Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ元素均降低相变温度Ｍεｓ和Ａεｓ;但Ｓｉ明显使其升高．同时表明此类合金中的Ｓｉ、Ｃｒ含量增加,合金的相变热滞增大．这一结果为此类合金的成份设计提供了依据．     

热力学训练对TiNi形状记忆合金相变特征的影响

作者通过约束热处理及热力学训练方法，得到了具有加热时伸长—冷却时收缩双向记忆效应(TWSME)的TiNi形状记忆合金弹簧．在训练过程中，作者用示差扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)研究了不同热力学训练的试样．结果表明，随着训练循环次数的增加，TiNi合金逆马氏体相变点升高，马氏体相变点下降，相变滞后增大，并在一定的热力学训练次数之后不再随训练次数的变化而变化．训练次数对逆马氏体相变点的影响和对双向记忆恢复率的影响趋势一致，作者认为那是由于在训练过程中引入的位错所致．     

NiMnGaTi铁磁形状记忆合金的马氏体相变和磁性能

对Ni₅₃Mn_23.5Ga_23.5-○xTi_○x(x=0,2,5和8)系列合金的微观组织、马氏体相变及磁性能进行了研究,探究不同制备方法和不同Ti含量对合金性能的影响规律.研究结果表明:随着Ti含量的增加,合金的晶粒变细且析出物数量显著增加,适量的韧性第二相析出有助于改善合金的高脆性,合金的马氏体相变温度和饱和磁化强度均降低.EDS能谱分析表明,Ti掺杂合金的析出物是富Ni和Ti的第二相.对于Ti₀和Ti₂合金,900r/min甩带样品的饱和磁化强度与铸态样品基本相同,但Ti₅和 Ti₈甩带样品的磁化强度明显高于铸态,这是甩带工艺抑制非磁性的第二相析出所致.     

变温下NiTi合金相变热力学特征

将试验测定的NiTi合金热容值用于计算不同电流值加热（不同的加热速度）的NiTi合金丝温度的变化历程,由于相变潜热的存在,当加热电流适当大时,会使升温工线产生拐点而形成台阶,实验发现加热速度的快民对合金相变所需要的时间影响很大,使用调制式差式扫描量热量研究了以不同速度加热或冷却合金时合金各相相变温度的变化情况,随着加热速度的增大,相变温度偏离平衡温度的趋势增大,经过数值处理之后,发现合金相变所需要的时间随加热或冷却速度的增大而呈指数关系递减。     

多晶TiNi和CuZnAl形状记忆合金中的织构转变

用X射线织构仪测定了TiNi和CuZnAl合金的母相奥氏体、产品相马氏体的极图,计算了测定极图各自的位向分布函数。分析结果表明,TiNi合金奥氏体具有一个弱的织构组元{4,0,3}〈0,1,0〉和一个α纤维织构,TiNiCu合金马氏体有6个主要的织构组元;CuZnAl合金奥氏体织构是一个纤维织构,其纤维轴为〈1,1,0〉平行于轧向,位向密度沿纤维轴从{001}〈1-10〉到{111}〈1-10〉扩展,在位向{001}〈1-10〉附近,获得最大位向密度为26.9。CuZnAl合金马氏体有10个主要的织构组元。从奥氏体与马氏体的织构分析发现,两者织构是相互关联的,一个奥氏体的织构组元对应多个马氏体的织构组元,此结果符合马氏体形成自适应形貌的要求。     

CuAlBeX系形状记忆合金记忆疲劳特性

用简单的恢复角法对自行设计并熔炼的ＣｕＡｌＢｅＸ系形状记忆合金进行了记忆能力与记忆寿命的探索,并与Ｃｕ２４．５Ｚｎ４Ａｌ合金对比,结果表明,Ｃｕ１１．６Ａｌ０．４Ｂｅ０．２Ｃｒ具有最佳的记忆能力与记忆寿命,尤其是正火状态,正火及正火并１００℃～２００℃时效状态以及淬火并１００℃～２００℃时效状态均有优良的记忆性能,具有工程应用前途。     

快速凝固Ti—Ni形状记忆合金中马氏体结构

利用单辊熔体旋转法制备了近等原子比的Ti-Ni形状记忆合金,分析了快速凝固对合金相变点的影响,利用XD－5A型X－射线衍射仪测定以及相变产物马氏体的结构。快速凝固差热法可使Ti-Ni形状记忆合金中马氏体相变温度降低,同时R相变与马氏体分离。     

时效对Cu-Zn-Al-B形状记忆合金的影响研究

本文研究了淬火后在75～250℃的时效对Cu-26.23Zn-3.92A1-0.033B(wt.%)形状记忆合金的马氏体相变和形状记忆效应的影响。电阻测量发现,时效导致M_s点下降。这种影响的原因与时效过程中β_1母相内进行的a_1贝氏体的脱溶过程密切有关。由M_s 点与时效温度和时间的关系图求得导致M_s 点下降的热激活过程的激活能约为52—59kJ/mol。在a_1贝氏体析出前,上述时效对应力诱发马氏体的临界应力——σ~(P→M)、单向和双向形状记忆效应等均无明显影响。     

形状记忆合金使用中的几个问题

显示形状记忆效应和超弹性的合金是一类新型的功能性材料,已在许多领域得到了应用,也有许多潜在的用途尚左发掘中。但是这类合金在使用中也产生了不少材料科学方面的问题,如相变点、淬透性、疲劳寿命等。本文从使用角度出发,讨论了这些问题的实质和解决这些问题的途径。     

CuZnAl形状记忆合金平衡状态内耗分析

用真空葛氏摆研究了ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金平衡状态下的内耗。在室温至５００℃ 温度范围内，观测到两个弛豫型内耗峰，峰温分别为２４０℃和３４０℃（Ｊ≈１，７Ｈｚ）． 通过改变频率测得２４０℃峰的弛豫激活能为１１３ｋＪ／ｍｏｌ，３４５℃峰的弛豫激活能 为１７６ｋＪ／ｍｏｌ．计算了两个峰的τ０值，确定３４５℃峰为α相中Ｚｅｎｅｒ弛豫 峰，２４０℃峰则是由β有序相内反向畴界处某种点缺陷运动所产生。     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相变内耗

研究了从高温淬火的ＣｕＺｎＡｌ合金的马氏体相变内耗；提出了新的内耗表达式： 认为马氏体相变内耗与整体模量 Ｇ 相对于发生马氏体相变的局部区域的模量Ｇ′的 比值有关，淬火缺陷影响局部模量软化；并研究了不完全转变对正、逆马氏体相变内 耗的影响。     

富Ti-TiNi形状记忆合金薄膜的析出相与相变

研究溅射富Ti－TiNi合金薄膜中的析出相及相变温度随退火温度和时间的变化规律;同时对富Ti－TiNi合金薄膜的马氏体相变温度比块村富Ti－TiNi合金及富Ni－TiNi合金薄膜低的原因进行讨论．     

Fe-Mn-Si基形状记忆合金的记忆性能

研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金和Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ合金的记忆性能—回复率和回复力．结果表明：Ｃｒ，Ｎｉ元素明显提高回复率和回复力．两种合金的回复率随淬火温度升高而增大，在７００～８００℃达到最大值，以后随淬火加热温度进一步升高而降低．回复率随预变形量增加而降低．在预变形—加热回复的循环过程中，回复率发生降低，３０次后趋于稳定．预变形量小于２％时，回复力随预变形量增加而增大；预变形量大于２％后，回复力增加缓慢     

CuZnAl系形状记忆合金的预变形效应

本文通过对两种铜基形状记忆合金Ｃｕ－２３．１２Ｚｎ－４．３７Ａｌ（ｗｔ％）及Ｃｕ－２６．３４Ｚｎ－３．２４Ａｌ－０．６７Ｍｎ（ｗｔ％），在不同状态下预变形后的时效研究，发现预变形可以显著提高其抗时效稳定化能力，使Ａ＿ｓ点时效上升速度大大降低．并从相变晶体学观点及微观内应力方面进行了分析，对铜基形状记忆合金进一步开发应用有重大意义．