预应变对Fe-Mn-Si记忆合金中应力诱发εM形态的影响

利用拉伸试验方法测定了Fe-25%Mn-4.5%Si-1%Cr-2%Ni合金预应变对可恢复应变量的影响,并用X射线衍射分析方法考察了应力诱发ε马氏体(εM)体积分数随预应变量的变化关系。结果表明,当预应变大于5%而小于8%时,尽管应力诱发ε马氏体量仍然随预应变的增大而增多,而可恢复应变量却在预应变超过5%后随之迅速降低。利用透射电子显微镜对不同变形量试样中应力诱发εM形貌进行观察得知,预应变量由小及大,诱发出的εM形态变化很大,从而对记忆效应产生不同的影响。

Fe-Mn-Si记忆合金中应力诱发γ→εM的相变机制

通过高分辨透射电镜观察得知,Fe-25%Mn-4.5%Si-1%Cr-2%Ni形状记忆合金中母相γ的亚结构主要是平行分布的、不同程度重叠的层错。母相的这一亚结构特征决定随应力诱发相变进行的程度不同,可分别形成单片状和多层状两类不同形态的ε马氏体(εM),这由透射电镜观察得到了证实。这两类不同形态εM的逆相变特征亦不相同,单片状εM在逆相变时能保持较好的晶体学可逆性,有利于形状记忆效应,而多层状εM由于受到层间界面的制约,逆相变后残留下较多晶体缺陷,对形状恢复不利。

Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni合金低应力水平下ε_M的结构组成

用透射电镜、X射线衍射分析研究了 Fe- 1 7Mn- 1 0 Cr- 5Si- 4Ni合金应力诱发 εM的组成状态在室温随应力水平的提高而产生的变化。在应变小于 3%所对应的低应力水平下 ,形成 εM单变体薄片 ,其厚度小于 1 0 nm;而在对应应变超过 3%的较高应力水平下形成了长尺寸的 εM,其组成结构特点是单变体薄片单元沿长度方向排列。而宽大 εM内部组成结构状态的复杂性则与这种单变体薄片单元的排列组合有关。