NiMnGa合金/环氧树脂复合材料力磁耦合细观模型的建立及应力-应变关系模拟

基于热力学理论和等效夹杂原理建立了包含机械能、化学自由能、磁晶各向异性能、Zeeman能和再取向过程硬化函数的NiMnGa合金/环氧树脂(NiMnGa/ER)复合材料的力磁耦合细观模型,模拟了零场下复合材料的应力-应变曲线,并与试验结果进行对比,最后预测了不同磁场强度(0~1.8 T)和磁场角度(与应力方向的夹角,0°,45°)下复合材料的应力-应变曲线。结果表明:模拟得到复合材料中马氏体变体再取向和逆再取向的临界应力分别为39.2,41.8 MPa,与试验结果的相对误差均不大于1.2%,验证了模型的准确性。磁场角度为45°下复合材料的应力-应变迟滞环比磁场角度0°下更大;当磁场角度为0°时,磁场强度越大,应力-应变迟滞环越大。

Ni—Ti合金的R相变及其对形状记忆效应的影响

采用电阻测量和X-射线衍射研究了Ti-54.91wt%Ni合金发生R相变的固溶和有序化处理条件。比较了不同残余应变量下经过 R 相变和只经过熟知的马氏体相变两种试样间的形状记忆特性。在近似等原子的 Ni-Ti 合金中 R 相变的发生取决于热处理条件。除非在最有利的固溶和有序化组合条件下,通常并不存在 R 相变。延长有序化时间总是促进 R 相变。随着马氏体应变量的增大,不论是否附加 R 相变,形状回复温区加宽,单程形状回复率增高并出现极大值,而双程记忆效应单调地升高。在该合金中 R 相变的发生对于单程回复是有益的,但对于双程记忆则稍有削弱。形成 R相的热处理条件可以用声子形核的概念来解释。R 相变在单程和双程记忆上的不同效果可归因于加热(仅 M→B_2)和冷却(B_2→R 和 R→M)中经历不同的相变。

两种不同变形方式对NiTi合金回复特性的影响

研究了马氏体再取向(MR)和应力诱发马氏体转变(SIM)两种不同变形方式对Ni50.2Ti49.8合金拉伸性能及预应变后加热回复特性的影响。结果表明:拉伸变形中,MR变形方式的应力平台结束时的应变值较SIM变形方式大。在拉伸预应变处于应力平台阶段时,两种变形方式在相同预应变后加热回复有相同的记忆能力;在拉伸预应变大于应力平台时,两种变形方式在相同预应变后加热回复,SIM变形方式的逆相变温度和回复应变略高于MR变形方式。

预变形对TiNi薄膜相变行为的影响

用ＤＳＣ法研究了预变形对ＴｉＮｉ薄膜相变行为的影响，结果表明，预变形可使马氏体道相变温度升高，马氏体发生了稳定化．经过一次完全相交循环后，这种稳定化现象消失；若ＴｉＮｉ薄膜在预变形后先经过一次人完全逆相交，则其后的热循环中，除第一次相变循环的逆相变是由两个独立的相变过程共同完成，其他相变循环的这相变过程相同于变形前的状态．由此可见，预变形造成的ＴｉＮｉ薄膜马氏体稳定化现象，经过完全相变循环后均可以消除，而与预变形后薄膜的相变历史无关．