马氏体相变与形状记忆材料

综述由马氏体相变导致具有形状记忆效应材料的一些特性，涉及热弹性马氏体相变热力学；Ｍｓ温度的热力学计算；各类材料包括Ｎｉ－Ｔｉ，Ｃｕ－基合金，Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ基合金、以及含ＺｒＯ２陶瓷的形状记忆效应，并对形状记忆材料的发展作了瞻望。     

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．     

冷轧Fe-Mn-Si合金的形状记忆效应与淬火温度的关系

本文利用形状记忆效应(SME)测量及透射电镜(TEM)观察,研究了Fe-Mn-Si合金冷轧样品的形状记忆效应随淬火温度的变化关系。发现随淬火温度不同,预存ε马氏体形态也发生变化,从而表现出不同的形状记忆,经550℃淬火处理后,SME最高。TEM观察显示ε马氏体和奥氏体之间取向关系为(111)_(?)//(0001)_(?),[011]_(?)//[11(?)0]_(?),而且ε片内往往包含大量不全位错,这意味着ε马氏体的形成与层错的重叠密切相关。     

Cu—Zn合金的形状记忆效应

通过扭转法和电阻测量法对Cu-Zn合金的形状记忆效应进行了实验研究。发现在Ms点以上,不存在热弹性马氏体的情况下,由应力诱发马氏体可以引起形状记忆效应。另外,在Ms点以下有热弹性马氏体的情况下,根据实验结果可以证明,应力诱发马氏体在形状记忆效应中仍然起主要作用。     

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。     

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     

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，Ａｓ降低     

Fe-Mn-Si基合金fcc反铁磁与马氏体相变

采用电阻和内耗分析测定了不同Ｍｎ含量Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ基形状记忆合金（ＳＭＡ）相变临界点Ｍｓ、Ｍｆ、Ａｓ、Ａｆ和ＴＮ,研究了母相反铁磁状态时γε马氏体相变热诱发和应力诱发的影响．发现,随着Ｍｎ含量的增加,Ｍｓ、Ｍｆ、Ａｓ、Ａｆ降低,而ＴＮ升高直至热马氏体完全被抑制．当ＴＮ接近Ｍｓ时,母相反铁磁状态并不能完全抑制马氏体相变,而是使相变温区延伸到ＴＮ以下达－１５０°Ｃ的低温．即使热马氏体完全被抑制后应力仍然可以大量诱发马氏体相变,显示形状记忆效应（ＳＭＥ）．这时应力诱发马氏体（ＳＩＭ）的相对数量可由逆相变内耗峰的面积来评定．     

热处理工艺对Fe-Mn-Si合金形状记忆效应的影响

研究了热处理工艺对Fe-28Mn-4Si（Mg）合金形状记忆效应的影响．结果表明：合金形状记忆效应来源于应力诱发马氏体相变及其逆转变．固溶处理和训练处理，可对合金母相奥氏体产生强化作用，使其在应力诱发马氏体相变过程中不易发生滑移变形（滑移变形不利于形状回复），从而改善了合金的形状记忆效应．对合金热轧无缝管内径施以5％形变量，形变恢复率达45％．该恢复率足以用作管道连接管接头等紧固连接件．     

预应变对应力诱发ε马氏体正逆相变的影响

利用电阻测量方法，研究了Fe-25.39Mn-4.86Si-5.43Cr-0.049N（质量分数，％）合金预应变对应力诱发马氏体相变量及其逆相变温度的影响。结果表明，应力诱发马氏体的逆相变温度比其热马氏体的逆相变温度高，并随形变量的增加而增加；热循环处理可有效降低应力诱发马氏体的逆相变温度。选择合适的形变量，将可获得最佳的形状回复率。     

Fe—Mn—Si—Cr—N形状记忆合金应力诱发马氏体量的测定

通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体（ε相）体积分数。选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}r、{200}r和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定γ相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证。结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fhcp和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fhcp=1-exp{-β[1-exp(1αη)]^n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值（4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同。实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100%的马氏体。     

Ti--26Nb--4Zr 合金冷轧板材的织构和力学性能

采用 X 射线衍射和室温拉伸方法研究了冷轧变形和固溶处理对 Ti-26Nb-4Zr 合金板材的织构和力学性能的影响.研究发现,50%冷轧时形成了{001}＜uvw＞织构,随着冷变形量的增加,逐渐形成了{121}＜111＞和{001}＜110＞混合织构,＜110＞方向由与轧制方向垂直转到与轧制方向平行.800℃固溶处理后,随着变形量的增加,{111}＜110＞再结晶织构形成并逐渐增强,但＜110＞方向始终保持与轧制方向平行.由于加工硬化及晶粒细化的作用,导致随着变形量增加,冷轧板材的强度逐渐提高,塑性降低.固溶处理后,由于发生再结晶,使得板材的塑性相比冷轧态明显提高.     

高硅电工钢超薄带冷轧过程中的织构演变

采用轧制工艺制备了0.10 mm厚的6.5%Si高硅电工钢超薄带,并用X射线衍射技术对冷轧过程中的形变织构演变规律进行了研究,进而提出了分别有利于λ(100//ND,ND为轧面法线方向)和η(100//RD,RD为轧向)再结晶织构优化的形变织构控制方法.研究表明,50%~70%压下率有利于η再结晶织构优化,易于促进S=0.5层强η再结晶织构的形成.小于30%压下率和91%~97%压下率均有利于λ再结晶织构优化,其中30%的压下率更适合于二次冷轧法制备高硅钢超薄带时λ再结晶织构控制.     

302HQA钢冷变形过程组织演化分析

通过室温压缩实验,研究了奥氏体不锈钢302HQA的冷变形行为.组织分析和X射线衍射分析表明,冷变形过程产生了形变马氏体.进一步磁性检测表明:随着变形量的增加,形变马氏体的量也增加;在小变形条件下,变形速率对形变马氏体的生成量影响较小;当变形量增加到50%时,随着变形速率的增加,由于变形热效应的影响,形变马氏体含量反而有所下降.     

Microstructure and texture evolution in commercial-purity Zr 702 during cold rolling and annealing

Microstructure and texture evolution in commercial-purity Zr 702 during cold rolling and annealing was investigated by optical microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction. The results showed that crystallographic slip was the predominant deformation mechanism in the early stage of deformation. Deformation twins started to form when the rolling reduction was larger than 38.9%; both the dislocation density and the number of twins increased with increasing rolling reduction. The initial texture of the Zr 702 plate consisted of the basal fiber component. During cold rolling the strength of the basal fiber first decreased and then increased with increasing rolling reduction. The cold-rolled sheets were fully recrystallized after being annealed at 550°C. The recrystallization temperature and the size of recrystallized grains decreased with increasing rolling reduction. A larger rolling reduction resulted in a higher grain growth rate when the annealing temperature increased from 550°C to 700°C. The recrystallization texture was characterized by a major basal fiber and a minor {0113}<2110> component. The strength of the recrystallization texture increased with increasing rolling reduction.     

5052铝合金轧制织构演变的定量分析

采用X射线衍射仪研究了5052铝合金在冷轧过程中织构的演变规律,建立了织构体积分数与轧制真应变的数学关系式。结果表明,在冷轧过程中初始的cube织构逐渐转化为纤维轧制织构,随冷轧压下量的增加,cube、r-cube、remainder和r-Goss组分的体积分数减少,而纤维组分的体积分数增加;织构体积分数与轧制真应变的数学关系式能很好地模拟铝合金轧制过程中织构的演变;分析了轧制过程中不同织构组分的演变速率,发现随轧制真应变的增加,纤维组分的形成速率先增加而后降低。     

冷轧工艺对铁素体不锈钢成形性能的影响

为了研究冷轧工艺对新型铁素体不锈钢19Cr2Mo1W成形性能的影响,采用XRD,EBSD技术以及平均塑性应变比与粗糙度测量等手段,研究了不同压下率冷轧及随后退火过程中的织构演变和微观组织变化,并讨论了织构和微观组织对成形性能的影响.结果表明:随着冷轧压下率的增加,铁素体不锈钢中的α和γ纤维织构均有所增强,且α和γ纤维织构最终稳定取向分别为223〈110〉和111〈011〉.冷轧板α纤维织构中223〈110〉组分越强,退火后γ再结晶织构强度越高.冷轧板在1050℃退火时,薄板的γ再结晶织构强度高,再结晶组织均匀且尺寸较小,表面粗糙度最小,综合成形性能最佳.     

Microtextural evolution of different TRC AA8006 alloy sections with homogenization

Grain microtexture evolution in twin-roll cast AA8006 alloy sheets subjected to different treatments was investigated using electron backscatter diffraction. The textures of rolling-transverse and normal-transverse sections were characterized in original as-cast twin-roll casting and cold-rolled samples as well as samples homogenized at 500℃ for 8 h and at 580℃ for 4 h. It is found that grains on both the rolling-transverse and normal-transverse sections of cold-rolled samples are made finer by rolling deformation and coarsened after homogenization. Annealing temperature has a stronger effect on the microstructural evolution than annealing time. The grain growth direction is parallel to the normal-transverse section, while grain deformation is more stable on the rolling direction than on the normal direction. The rolling orientations display more obvious anisotropy on the normal-transverse sections than on the rolling-transverse sections. Grain recrystallization and growth occur much easier on the normal-transverse section than on the rolling-transverse section for samples homogenized at 500℃ for 8 h. A special misorientation relationship between cold deformation texture, such as S orientation {123}<634> and cube orientation <110>‖X_axis[cubic], and recrystallization texture after homogenization, such as R orientation {124}<211> and P orientation {011}<122>, is observed.     

分级淬火对Cu-Zn-Al合金组织及形状记忆功能的影响

分级淬火是消除形状记忆合金马氏体稳定化的有效途径.Cu-Zn-Al 合金极易呈现稳定化,且使用分级淬火消除稳定化的等温组织内,除马氏体组织外,还伴随有针状组织的出现.本文主要研究分析该针状组织的组织结构及其形成对合金形状记忆性能的影响.