外应力对热弹性马氏体相变的影响

应用朗道理论 ,通过引进两个序参量 ,即马氏体转变百分数Φ和平均应变ε,将自由能密度函数按Φ和ε展开 ,讨论了外应力对初始相变温度TC、马氏体转变百分数和马氏体转变性质的影响。研究了Φ和温度T之间的关系 。

非热弹性马氏体相变的细观本构模型

为了更清楚地认识铁基合金经受非热弹性马氏体相变的本征特性,在细观尺度对非热弹性马氏体相变进行了研究.基于马氏体相变晶体学和内变量本构理论建立了非热弹性马氏体相变的细观本构模型.该模型采用微区相变应变、奥氏体及马氏体的塑性应变表征宏观的非弹性响应,把奥氏体和马氏体变体的等效塑性应变率和体积分数变化率作为内变量描述微观结构变化.模型采用J2流动理论描述微区塑性流动,与采用晶体塑性的描述方法相比模型更简单,且更适用于工程计算.单晶奥氏体单变体简单剪切的模拟结果表明:随着应变的增加,先发生奥氏体塑性变形,进而发生相变,马氏体体积分数与应变呈线性关系;温度较低时易发生马氏体相变并使得材料的强度提高.

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.

热弹性马氏体相变连续介质热力学研究

介绍形状记忆合金热弹性马氏体相变连续介质热力学研究方法和最新进展,着重分析了在推广的非线性弹性力学的框架下,应用变分方法研究热弹性马氏体相变的理论和方法、存在的问题及发展趋势.首先介绍如何计算马氏体相变24种变体的变形梯度,然后拓展非线性弹性力学,引入描述相变的多阱非凸弹性势能,进而讨论了界面能和非局部能对相变微结构和相变过程的影响的相关研究理论方法和进展.

中厚板淬火热弹性马氏体相变潜热模型

采用扩展体积法预测中低碳中厚板淬火过程马氏体转变量,进而基于修正热弹性变温马氏体相变动力学,引入阻滞函数描述相界面阻力的热滞,建立马氏体转变动力函数并描述其与"理想"自由能函数和阻滞函数的关系.在此基础上,引入阻滞焓来表征阻滞界面所具有的焓,通过计算可逆弹性能和不可逆功,利用吉布斯函数变化计算相变潜热,建立相变潜热模型.用该模型进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟中低碳中厚板淬火过程马氏体相变.

热弹性马氏体相变中的高温内耗峰

采用不完全相变内耗(IF)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。高温内耗峰主要出现在频率小于0.050 Hz的范围,其位置对应于相对动力学模量的拐点位置;高温内耗峰峰值在测量频率范围内与振动频率成反比关系,满足经典的Belko和Delorme模型;高温内耗峰具有明显的反常应变振幅效应,其峰值随变温速率的增大而增大,这些都说明高温内耗峰的形成与相转变量有关。

热弹性马氏体相变滞弹性弛豫的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金的相变弛豫特性。实验和理论分析表明,该合金的耗散模量和模量弛豫量的关系为M2=0.316δM,半峰宽Δlgωτ=1.735,与Debye弛豫峰对比,铜基合金热弹性马氏体相变的频率弛豫峰出现一定程度的宽化,仍属于滞弹性弛豫范畴。

热弹性马氏体相变弛豫特性的研究

文章研究了Cu-Al-Ni—Mn-n合金热弹性马氏体相变的弛豫特性。实验结果表明，母相的本征内耗随振动频率的降低而衰减，在某一临界频率下出现内耗峰。随着等温测量温度的降低，内耗峰的峰高增加，峰位降低，这说明马氏体相变前母相内部已经发生了预相变，该弛豫应归结为滞弹性弛豫。当升温速率为0．25～3．80℃／min时，滞弹性弛豫时间为4．005-0．372S，并且快速衰减至一个平衡值。

Cu-13.9Al-4Ni合金的热弹性马氏体相变内耗峰

采用不完全相变内耗测量法研究了Cu-13.9Al-4Ni合金在热弹性马氏体相变时其相变内耗峰与外界变量的依赖关系。当测量频率较低时,完全相变法所测量的单一内耗峰被成功分解成双峰,即高温内耗峰和低温内耗峰。低温内耗峰位置对应于相对动力学模量的最小值,高温内耗峰则对应于相对动力学模量的拐点位置,且呈现出明显的反常振幅效应。

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 .

FeMnAlNi系超弹性合金的研究进展

FeMnAlNi系合金因极大的超弹性温度范围(-196~240℃)与马氏体相变临界应力极低的温度依赖性(Clausius-Clapeyron斜率压缩时小于0.2 MPa/℃,拉伸时小于0.5 MPa/℃),在航空航天、空间探索、减振抗震等方面展现出了良好的应用前景,成为近年来超弹性合金研究的热点。FeMnAlNi系合金的超弹性受到多种因素的影响,提高其超弹性的关键在于控制析出相合理的析出状态提高相变的热弹性,增大晶粒尺寸提高相变的协调性,选择合适的晶粒取向激活更多的马氏体变体。首先介绍了马氏体相变与超弹性的关系,然后从FeMnAlNi系合金特殊的马氏体相变出发,对影响其超弹性的主要因素,包括组织因素(析出相、晶粒尺寸、晶粒取向)以及环境因素(磁场、温度)目前的研究进展作出了归纳与总结,最后对Fe-MnAlNi系超弹性合金未来的研究发展方向进行了展望。

铁基形状记忆合金马氏体相变研究进展

铁基形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性取决于合金的马氏体相变特征,掌握铁基合金的马氏体相变规律是开发和优化铁基形状记忆合金的前提。根据马氏体相变类型将目前发现的铁基形状记忆合金分成3类:Fe-Mn-Si系,Fe-Ni-Co系和Fe-Pt/Fe-Pd系,分别阐述了3类铁基形状记忆合金马氏体相变的研究进展,总结了铁基合金形状记忆效应的不同机理和影响马氏体相变特征的各种因素,探讨了开发新型铁基形状记忆合金的需要关注的方向。

不同温度下钛镍形状记忆合金的超弹性特性

对国产TiNi形状记忆合金在不同温度下的准静态力学响应、特别是相变超弹性特性进行了试验研究。结果表明,TiNi合金在热弹性马氏体逆相变结束温度A_F附近的一定温度范围内显示超弹性特征,且温度对其有显著影响。随着温度的升高,应力诱导热弹性马氏体的临界应力近似地呈线性增加趋势,但在A_F附近发生间断性突降,试验结果还表明,随应力之增加,不可逆塑性变形在总变形中所占的比值逐渐增加,且这一比值随温度升高而增大;相应地,超弹性变形则逐渐减弱以至消失。

马氏体一百年

以钢的淬火组织所命名的马氏体名词已扩展到很多材料经马氏体相变的产物，包括纶金属、有色合金、陶瓷和非金属化合物中的低温相。给出马氏体的完整定义；综述钢和铁基合金中α＇马氏体、有色合金中热弹性马氏体、陶瓷中马氏作以及六方ε马氏体的形成特征、性质及其应用。

马氏体转变(十六)

5.6.3铁基形状记忆合金 铁基形状记忆合金发展得较晚，因为具有良好的工业应用背景，研究工作很多。铁基SMA中，除了Fe-Pt合金的fcc奥氏体母相要经550℃，〉100h有序化（L12超点阵）后才具有热弹性马氏体特征外，其余母相均为fcc点阵结构。

快速凝固Cu-Zr-Al合金的马氏体相变

通过快速凝固法制备Cu-Zr-Al合金试样,利用电阻法测定合金的马氏体相变温度,探索Al含量、结晶状态等对马氏体相变的影响.研究表明,吸铸速凝制备的Cu-Zr-Al合金样品晶格完整性差或存在少量非晶.在Cu-Zr合金中加入Al元素,会促进B2相的形成,且含量越高,作用越显著.在Cu-Zr-Al合金中,吸铸速凝态样品较晶化快冷态的马氏体相变温度低,吸铸速凝形成的非晶将抑制马氏体相变的发生,且增大马氏体相变的热滞后.随着Al含量的增加,马氏体相变温度逐渐降低,Al的加入也抑制马氏体相变.但增加Al含量,马氏体相变的热滞后会逐渐减小,使相变类型由非热弹性马氏体相变向热弹性马氏体相变进行转变.

高强度高应力循环稳定的HDH多孔NiTi形状记忆合金

以氢化脱氢(Hydrogenation dehydrogenation,HDH)钛粉和镍粉为原料制备的多孔NiTi形状记忆合金普遍承载性能与可恢复应变较差.本研究以NaCl为造孔剂,通过在高真空(10^(-4)Pa)下高温(1250℃)均匀化烧结制备出了高强度、高应力循环稳定的多孔NiTi合金,研究了不同孔隙率下的微观结构、相变行为、力学性能以及细胞毒性.研究发现,随着NaCl添加量的增加,样品的孔隙率和孔径增大,同时氧含量略有增加.在样品中观察到无热处理自发形成的Ni_(4)Ti_(3)沉淀相,沉淀相尺寸随样品氧含量增加而增加.所有样品的马氏体相变均呈现多峰现象,主要归因于非均匀分布的Ni_(4)Ti_(3)沉淀相引发的多步相变效应.孔隙率为14%~37%的多孔NiTi合金的压缩强度为1236~1600 MPa.与其他粉末冶金法制备多孔NiTi合金的抗压强度相比,本研究所获得的合金表现出超高的强度.样品在8%应变压缩加载-卸载后同时表现出超弹性和形状记忆效应,经加热处理后形状恢复率超过99%.在循环压缩实验中,多孔NiTi样品在接近8%应变的高应力下承受了50次循环.样品的残余应变随着周期数的增加而增加.随着孔隙率的增加,循环结束时的最终残余应变为1.4%、1.55%和1.66%.低的残余应变说明多孔NiTi样品在高应力压缩环境中具有较好的稳定性,这归因于Ni_(4)Ti_(3)沉淀相对基体的强化作用.使用MC3T3E1细胞评估了样品的细胞毒性,结果表明多孔NiTi样品具有较低的细胞毒性.

多晶Ni-Mn-Ga磁性记忆合金的相变行为及稀土元素铽的作用

研究了Ni50 Mn2 5+xGa2 5-x和Ni50 Mn2 9Ga2 1 -xTbx2种成分系列磁性记忆合金的相变行为。保持Ni含量不变 ,增加Mn ,降低Ga含量会使马氏体相变温度明显提高 ,同时相变滞后温区减小 ,居里温度基本不变。如果添加稀土元素铽 ,相变温度继续升高 ,居里温度仍然不变 ,材料继续保持强的铁磁性及热弹性马氏体相变的特征。

铸造CuAlBe系高阻尼合金的优化设计

通过对比试验和正交试验优化了CuAlBe (B)阻尼合金成分 ,结果显示 :控制Al和Be含量使合金为共析或伪共析成分 ,可保证铸态组织全部为热弹性马氏体 ,合金元素对马氏体的固溶强化效果有助于进一步提高合金的力学性能。通过金相组织观察、X射线衍射和电阻 温度曲线的分析可见 ,由于Be有效地稳定了 β相 ,使CuAlBe (B)合金在铸造条件下就可获得热弹性马氏体 ,大应力扭摆式阻尼测试结果证实了该合金具有较好的阻尼性能 ,微量的B可以显著细化CuAlBe (B)阻尼合金的晶粒 ,改善合金的强度和塑性。本试验所优化的铸造CuAlBe (B)阻尼合金性能优良 ,σb=76 7MPa ,δ =7 6 2 %,S D C =18 70 %。