Fe-Mn-Si形状记忆合金约束恢复特性研究

摘要

本文借助膨胀试验、恢复力测量、X射线衍射分析和金相观察等手段，研究了Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金恢复力以及在水泥复合材料基体约束状态下的逆相变特征。 膨胀法测量结果分析表明，随着预变形量的增大，Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金的逆相变开始温度As基本保持不变，而逆相变结束温度Af单调升高，逆相变温度区间(As～Af)也随之加宽。 Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金恢复力测量分析可知，在相同的预变形量下，合金的恢复力总随着恢复应变的增大而增大；在相同恢复应变下，合金的预变形量越大其恢复力也越大。Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金试样单向拉伸所测得的恢复力和恢复应变间的关系可用二次抛物函数来近似表征。Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金试样在室温条件下预变形时，最大恢复力出现在预变形量为8％左右，合金试样的最大恢复力为187MPa，相对滞后于6％的最大可恢复应变，这是由于在预变形量较大的情况下，形变强化提高了合金的强度，使恢复力进一步增加。 X射线衍射分析表明，自由状态下Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金ε→γ马氏体逆相变的结束温度Af约为250℃左右：而处于水泥复合材料约束下合金ε→γ马氏体逆相变的结束温度Af较高，起始温度As与终止温度Af之间的温度区间增大，加热到500℃时，逆相变仍能进行，在同样的恢复温度下ε→γ马氏体逆转变持续时间更长。其原因是水泥复合材料对Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金试样约束后，加热逆相变时产生的恢复力和水泥复合材料基体对合金试样表层原子的束缚作用，导致了ε马氏体稳定化并阻碍了HCP→FCC界面转换。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2 Fe-Mn-Si形状记忆合金的发展概况

1.3 Fe-Mn-Si形状记忆合金的相变机制

1.3.1马氏体相变

1.3.2 Fe-Mn-Si形状记忆合金γ→ε马氏体相变机制

1.4 Fe-Mn-Si形状记忆合金的应用

1.5课题研究的目的和主要内容

第2章材料制备及试验方法

2.1试验合金的成分设计与冶炼

2.2试样的制备

2.3试验方法

2.3.1 Fe-Mn-si形状记忆合金在水泥复合材料约束下的相变分析试验

2.3.2 Fe-Mn-Si形状记忆合金恢复力测量

2.3.3 Fe-Mn-Si形状记忆合金恢复应变-恢复温度测量

2.3.4组织结构分析

第3章Fe-Mn-Si形状记忆合金恢复力与恢复应变之间的关系

3.1引言

3.2恢复力测量装置的设计制造

3.2.1小型拉伸试验机传力装置的选择

3.2.2小型拉伸试验机测力装置的选择

3.2.3小型拉伸试验机应变测量装置的选择

3.2.4小型拉伸试验机机架的设计

3.3 Fe-Mn-Si形状记忆合金预变形量对逆相变温度的影响

3.4 Fe-Mn-Si形状记忆合金恢复应变和恢复温度之间的关系

3.5 Fe-Mn-Si形状记忆合金的恢复力

3.5.1 Fe-Mn-Si形状记忆合金的恢复力和恢复应变之间的关系

3.5.2 Fe-Mn-Si形状记忆合金的预变形量对恢复力的影响

3.6本章小结

第4章Fe-Mn-Si形状记忆合金在水泥复合材料约束下的逆相变

4.1引言

4.2 Fe-Mn-Si形状记忆合金在自由状态下的相变分析

4.3 Fe-Mn-Si形状记忆合金在水泥约束状态下的相变分析

4.4预变形Fe-Mn-Si形状记忆合金的金相实验分析

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢

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