多晶镍钛形状记忆合金相变伪弹性特性的研究

利用四光束云纹干涉法对多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中的马氏体与奥氏体相互相转变以及相界面传播的现象进行了研究.从云纹图可看到,形状记忆合金发生相变时,奥氏体与马氏体的分布以及两相的界面附近的位移场分布.利用材料试验机(MTS Sintech 10/D)获得多晶镍钛形状记忆合金的应力-应变特性;通过云纹图能够发现多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中马氏体的发生、生长和传播规律.结果表明,云纹干涉法可以用来研究形状记忆合金的相变,且结果直观、可靠。     

CuAlNi单晶压缩时相变带的生长和传播

利用高分辨率的CCD系统监测到CuAlNi单晶表现出相变伪弹性时的压缩变形过程．在压缩过程中观察到相变时马氏体的生长和传播,发现了在相变过程中出现交叉的相变带．利用红外相机拍摄了CuAlNi单晶相变过程中的温度变化规律．结果表明,在加载到单晶相变的过程中,已发生相变的区域温度逐渐升高;退载时,随着相变的结束,相变区域温度逐渐下降．压缩实验表明,加载时,母相中马氏体生长所需的应力比接下来继续相变时所需的应力要大;退载时,马氏体区域内奥氏体生长应力要比继续相变时所需的应力低．实验表明,利用红外成像技术可以研究记忆合金的相变规律．     

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢中的马氏体相变过程

通过膨胀试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢在不同奥氏体化条件下的马氏体相变过程.结果表明:在温度1010~1 200℃奥氏体化15 min条件下,马氏体相变的开始温度点Ms与结束温度点Mf随着奥氏体化温度的增加而升高;在1070℃奥氏体化时,Mf随奥氏体化时间的延长而升高,而在奥氏体化时间小于3 h时,随着奥氏体化时间的增加,Ms上升,在奥氏体化时间超过3 h后,Ms稳定在460℃左右;根据膨胀曲线拟合得到在1070℃奥氏体化保温不同时间条件下的马氏体相变动力学方程.     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti5 1 Pd30 Ni1 9高温形状记忆合金 .利用高温 X射线衍射 (XRD)分析及热分析 (DSC)研究了合金的相变过程 ,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试 .结果表明 ,合金的马氏体相变开始温度可达 2 12℃ ,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力 .在室温下 ,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低 .获得了该合金的伪弹性 :在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环 ,三次加载 -卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线 .     

铁磁形状记忆合金NiMnGa相界面运动的能量和热滞后

基于热力学理论,结合实验测量数据,计算了相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上3种情况下铁磁形状记忆合金NiMnGa单晶马氏体相变过程中的相关能量,并进行了分析．结果进一步表明：相变循环曲线分支的斜率取决于弹性应变能,而相变热滞后起源于相界面摩擦．     

Ti_(51)Pd_(30)Ni_(19)合金的相变及力学性能特征

制备了 Ti51Pd30 Ni19高温形状记忆合金 .利用高温 X射线衍射 (XRD)分析及热分析 (DSC)研究了合金的相变过程 ,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试 .结果表明 ,合金的马氏体相变开始温度可达 2 1 2°C,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力 .在室温下 ,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低 .获得了该合金的伪弹性 :在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环 ,三次加载 -卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线 .     

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。     

AISI 4340钢马氏体相变的研究

采用膨胀法对AISI 4340钢在900~1 150℃几种不同温度下进行奥氏体化,以得到不同的奥氏体晶粒度(AGS),然后快速冷却到室温,得到马氏体组织.实验结果表明:奥氏体晶粒度和晶界析出相对马氏体相变动力学,尤其是马氏体转变温度(tms)产生很大影响.总的趋势是AGS越大,tms越高.在不同的奥氏体化温度段,会有不同的C,N化合物析出,对马氏体形核产生影响.在奥氏体化温度低于1 000℃时,AGS增大,tms快速增加.其原因主要是由于AlN等晶界析出相对马氏体形核的促进作用.在奥氏体化温度高于1 050℃时,tms随AGS增大而升高,这是因为TiC等溶解温度较高的化合物在晶界析出对马氏体形...     

Ni51Mn25．5Ga23．5单晶大的自发相变应变和磁感生应变

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的马氏体相变应变测量,研究了Ni51Mn25．5Ga23．5单晶的马氏体相变和磁感生应变特性。伴随马氏体相变,该单晶展现出一个应变量高达-1．62％的自发双向形状记忆效应。采用磁场下冷却的方法,在材料的马氏体相获得了一个量值高达-1．5％且可逆的磁感生应变,该值近似为零场下冷却测量得到的磁感生应变的2倍。根据单晶生长机制和NiMnGa合金形状记忆特性,对上述结果进行了讨论。     

铜基形状记忆合金异常相变内耗的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金的异常相变内耗。实验结果和理论分析表明,合金的高温相变内耗峰在测量频率较低、马氏体片较多及升温速度较大的情况下,分解为一个"正峰"和一个"倒峰",这种现象是由于2种正、负耗散弹性模量的马氏体变体间相互作用引起的;具有负弹性模量的形状记忆合金能够稳定存在的条件,是需要从环境吸收热量引起熵的增加。     

Sb含量对Ni46Mn41In13-xSbx结构、相变和磁性的影响

系统地研究了铁磁形状记忆合金Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x(x=0,2,4,6,8,10,12,13)的结构、相变和磁性能.研究表明:系列合金仍然为L21立方结构,原子排列有序度有所提高.居里温度和马氏体逆相变温度在x6时均随x的增大而逐渐降低;在x6时均随x的增大而逐渐升高.磁化强度-温度曲线显示,Sb对In的替代引起主族元素p轨道和过渡族金属d轨道之间p-d轨道杂化作用改变,导致Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x奥氏体和马氏体磁化强度变化趋势随Sb含量的增加出现反转.     

低温回火马氏体取向关系的电子背散射衍射研究

为了研究马氏体的相变特征,利用电子背散射衍射(EBSD)技术并结合金相显微镜和显微硬度计分析低温回火的20MnCr5渗碳齿轮钢的性能和组织。根据马氏体相变理论中的K-S和N-W取向关系分别计算得到马氏体{110}α极射赤面投影图。利用EBSD技术对20MnCr5齿轮钢心部选定的区域进行扫描,分析区域中马氏体的取向分布特征。研究结果表明:马氏体取向整体呈随机分布,但在局部区域呈有规律分布。整个扫描区域的取向差主要分布在5°以下和45°以上。为反映马氏体局部区域取向分布的规律,选定一个原奥氏体晶粒,并做出区域中所有马氏体{110}α晶面的极射赤面投影图,得到极点有规律分布的极图。通过对{110}α极图分别使用K-S和N-W关系拟合,确定所选区域的马氏体的取向关系以N-W关系为主,实际极点离散分布在理论极点周围;使用协同形变机理解释实际取向分布与理论分布的偏差是由马氏体相变导致周围组织复杂的畸变引起。     

Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的机理分析

在相变过程中产生的热弹性马氏体所具有的晶体学可逆性和其形成过程中的自协作效应与取向效应是形状记忆合金产生形状记忆的根本原因，据此对Cu—Zn—A1形状记忆合金观测结果给出了解释．中还阐明了发生热弹性马氏体相变的驱动力来自母相与新相间的自由能差，热弹性马氏体的形状、大小可由相变时的过冷度控制．     

Fe-Mn-Si基合金中ε马氏体逆相变的内耗

利用音频内耗仪测试了Fe-Mn-Si基形状记忆合金热诱发马氏体、一般应力诱发马氏体和热-机械训练后的应力诱发马氏体的逆相变过程.结果表明，热诱发马氏体的逆相变在400～500K完成；经训练后的应力诱发马氏体逆相变开始温度与热诱发马氏体逆相变开始温度相近，但高于一般应力诱发马氏体的逆相变开始温度；一般应力诱发马氏体的逆相变温度低于热马氏体的逆相变温度，随应变量的增加，A     

Ni51 Mn25.5 Ga23.5 单晶大的自发相变应变和磁感生应变

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的马氏体相变应变测量,研究了Ni51Mn25.5Ga23.5单晶的马氏体相变和磁感生应变特性。伴随马氏体相变,该单晶展现出一个应变量高达-1.62%的自发双向形状记忆效应。采用磁场下冷却的方法,在材料的马氏体相获得了一个量值高达-1.5%且可逆的磁感生应变,该值近似为零场下冷却测量得到的磁感生应变的2倍。根据单晶生长机制和NiMnGa合金形状记忆特性,对上述结果进行了讨论。     

Ge含量对Fe—24%Mn合金γ→ε马氏体转变的影响

通过X射线衍射（XRD）、拉伸性能的测定,分析了Ge对Fe-24%Mn形状记忆合金γ相点阵参数和马氏体转变的影响。发现随着Ge含量的上升,Fe-24%Mn合金γ相点阵参数增大,Fe-24%Mn合金的γ→ε马氏体相变有明显抑制作用,γ奥氏体相趋于稳定,合金的拉抻强度和屈服强度逐步降低,塑性上升。尽管Ge与Si具有相同的外层电子结构,且原子半径都比Fe小,但两者对奥氏体的点阵参数影响完全相反,Si降低γ相点阵参数能促进γ→ε马氏体相变,Ge增加γ相的点阵参数却抑制相变。     

磁形状记忆合金Mn_2NiGa的第一性原理计算

Mn_2NiGa磁形状记忆合金立方奥氏体相因在室温下具有可逆马氏体相变,同时居里温度高达588 K,在高温下具有优异的磁热效应,因而在相应的学术领域和应用领域中具有重要的研究价值。掌握Mn_2NiGa磁形状记忆合金的原子占位、结构相变、磁性质和弹性常数是实现Mn_2NiGa合金磁形状记忆性能优化的关键。采用目前国际上较为先进的第一性原理精确Muffin-Tin轨道方法,系统计算研究了0 K下Mn_2NiGa合金立方奥氏体相与四方马氏体相的晶格结构参数、磁矩、弹性常数、电子结构及总能。研究结果表明,Mn_2NiGa合金立方奥氏体相具有Hg_2CuTi型晶格结构,而非传统Ni_2MnGa的L2_1结构;Mn原子是合金总磁矩的主要提供者,且2种Mn原子磁矩呈反平行排列;奥氏体相的剪切模量(C′=(C_(11)-C_(12))/2)小于0,因而低温下立方结构不稳定,可以发生由立方相到四方相的马氏体相变;根据Jahn-Teller效应,低温下四方相相对于立方相的稳定性,主要源于2种Mn和Ni原子分别与Ga原子的共价结合作用。上述理论结果有望为Mn_2NiGa合金性能的进一步优化提供理论指导。     

考虑次迟滞环的内嵌式SMA电机非线性模型

引入量化指标——马氏体份数来描述形状记忆合金的相变程度．基于马氏体份数,构建了可充分定义主、次级迟滞环的非线性分析模型．该模型采用两个指数方程分别计算加热和冷却条件下SMA的马氏体份数,由连续、共初始与共极限约束宴时调整指数方程的相应参数,得到SMA相变时的马氏体份数．由内嵌式SMA电机曲率与SMA马氏体份数的线性变化规律,得到内嵌式SMA电机的弯曲曲率．P1控制的阶跃响应的仿真与实验结果验证了模型的有效性和准确性．     

用于智能材料与结构的NiTi丝的电阻特性研究

研究了拉伸过程中,ＮｉＴｉ形状记忆合金丝的应变与电阻的关系．结果表明,对于初始组织为马氏体的ＮｉＴｉ丝,在拉伸过程中,电阻与应变之间成线性关系．对于初始组织为奥氏体或奥氏马氏体两者混合的ＮｉＴｉ丝,当发生应力诱发马氏体相变后,曲线的斜率降低,相变前后电阻－应变保持线性关系．对于初始组织含有Ｒ相组织的ＮｉＴｉ丝,在拉伸过程中,电阻的变化规律较为复杂,取决于初始组织中各相的比例和温度．在卸载阶段,当没有相变过程发生时,电阻－应变之间呈线性关系;当有相变过程发生时,电阻－应变曲线的斜率会发生改变．     

电子辐照CuZnAl形状记忆合金马氏体稳定化的研究

用能量 1.7MeV不同注量的电子辐照CuZnAl形状记忆合金样品 ,通过循环水冷的方法 ,将辐照控制在马氏体相进行 .实验结果表明 ,样品被辐照处理后 ,其马氏体相变温度和相变滞后 ,以及相变特征温度T0 都随辐照注量的增大而升高 ;当辐照注量在 6 .30× 10 2 0 m- 2 ～ 1.89×10 2 1m- 2 时 ,其相变温度变化渐趋平缓 .作者认为 ,这是由于电子辐照产生的点缺陷造成了马氏体相点阵畸变 ,从而诱生了马氏体稳定化