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《河北工业大学》 2006年
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Fe-Mn-Si形状记忆合金的应力自适应特性和力学行为

王金刚  
【摘要】: Fe-Mn-Si形状记忆合金在受到外部机械力作用时,通过应力诱发马氏体相变及其贡献的附加变形来适应外界宏观应力的变化,这种特性称为应力自适应特性。 Fe-Mn-Si形状记忆合金的应力自适应特性与力学性能之间具有紧密的关系。研究发现,虽然该合金的硬度较低,但在一定的条件下却具有良好的耐磨性、良好的抗应变、应力疲劳特性,主要原因是该合金具有应力自适应特性。出现这种特性的主要原因是它具有的不全位错的可逆运动和相变伪弹性。应力自适应特性受以下因素的影响:(1)应力、应变值的大小;(2)温度的高低;(3)合金本身各种成分的含量及其组合。 通过滑动摩擦磨损试验和应变疲劳试验研究了4种不同成分的Fe-Mn-Si形状记忆合金的耐磨性及其应变疲劳特性;使用该合金制造了某汽车变速器中的惰轮并进行了复杂应力作用下的疲劳试验;设计制造了压力试件并进行了压缩试验;借助X射线衍射定性定量分析(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察等手段研究了该合金的摩擦磨损和疲劳过程中的相变机制及其微观机理。 研究发现,干摩擦时,Fe-Mn-Si形状记忆合金具有一般奥氏体材料的摩擦磨损特性,磨损机理为粘着磨损;油润滑时,该合金具有良好的摩擦磨损特性,磨损机理为磨粒磨损,其磨损量不随着载荷的增加而增大,而是存在一个较佳载荷,在这个载荷下,磨损量最小。 Fe-Mn-Si形状记忆合金具有良好的应变疲劳特性,在应变幅值±3%时的弯曲循环疲劳寿命可达1302次,远远高于不锈钢在相同条件下的80次;在应变幅值±1.5%时的拉压循环疲劳寿命达到1300次,远远高于U71Mn重轨钢在相同条件下的120次。该合金弯曲疲劳断裂后的ε马氏体含量几乎占到100%,断口类型为准解理断裂。 XRD分析、SEM和TEM观察表明,油润滑磨损、弯曲循环以及拉压循环时该合金的应力自适应特性导致出现了γ→ε马氏体正逆相变,降低了应力集中,抑制了塑性滑移变形,降低了微裂纹的形成和扩展速度从而提高了耐磨性和疲劳寿命等力学性能。 Fe-Mn-Si形状记忆合金具有较好的机械加工性,用该材料制造了某汽车变速器中的惰轮并进行了复杂应力作用下的疲劳试验证明,该惰轮的疲劳寿命是同条件下1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢惰轮的11倍;对用该合金制造的试件的压缩试验及计算证明,当温度在-50℃~+50℃之间变化时,只要在钢轨中按照3%的比例焊接Fe-Mn-Si形状记忆合金,就可使钢轨中的温度应力降低11%,再一次证明了这种合金的应力自适应特性是其具有良好力学性能的根本原因。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG139.6

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【引证文献】
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1 周超玉;Fe-Mn-Si形状记忆合金的激光焊接研究[D];大连海事大学;2010年
【参考文献】
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1 许淳淳,张新生,胡钢;AISI304不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年06期
2 林成新,谷南驹,赵连城;Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金管接头性能分析[J];材料工程;2001年11期
3 雷竹芳;铁基形状记忆合金及其应用[J];材料开发与应用;2000年02期
4 董治中,刘文西,陈金铭,孙国光;NbC对FeMnSiCrNi合金组织与记忆性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2003年11期
5 王再友,朱金华;Fe-25Mn-6Si-7Cr形状记忆合金空蚀研究[J];材料研究学报;2003年01期
6 徐久军,张会臣,王刚,严立,杨大智;TiNi 系形状记忆合金两体磨粒磨损机制研究[J];大连理工大学学报;1998年06期
7 戴品强,刘声桓;含碳Fe-Mn-Si记忆合金的记忆性能研究[J];功能材料;1998年05期
8 李建忱,吕晓霞,蒋青,渠英;铁基形状记忆合金的研究进展与展望[J];功能材料;2000年01期
9 李宁,文玉华,席华萍,涂铭旌,李平全,刘迎来,马颖丽;不同淬火态Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金热机械循环训练效果的研究[J];功能材料;2000年06期
10 文玉华,李宁,胥永刚,涂铭旌,李平全,刘迎来;Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金时效效果的研究[J];功能材料;2002年06期
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1 王立民;形状记忆合金的机敏摩擦学特性研究[D];大连海事大学;2003年
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1 温春生;FeMnSi形状记忆合金的低温松弛及智能特性[D];河北工业大学;2002年
2 李玉祥;CuZnAl(RE)形状记忆合金滚滑动磨损性能研究[D];江苏大学;2003年
3 孙伟;TiNi形状记忆合金断裂机理的研究[D];兰州理工大学;2004年
4 马会娜;Fe-Mn-Si-Cr-Ni-N合金的形状记忆效应及马氏体相变研究[D];河北工业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁文科,朱建国;浅析NiTi形状记忆合金的疲劳机理[J];四川有色金属;2005年03期
2 张西奎,王成国,王海庆,陈海燕;碳纤维含量对改性酚醛摩阻材料性能的影响[J];工程塑料应用;2003年04期
3 肖建华;形状记忆聚合物[J];工程塑料应用;2005年01期
4 任毅,崔志新;螺旋焊管抗H_2S应力腐蚀试验研究[J];鞍钢技术;2001年04期
5 陈泽宇;吕文阁;杜健辉;;裂纹顶端塑性区内方向应变能的裂纹扩展准则[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
6 储胜利;小型SCFE系统设计及其关键部件疲劳寿命的估算[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年03期
7 魏春雨;王凤辉;;打捆机驱动盘摩损及使用寿命的理论研究[J];鞍山科技大学学报;2007年05期
8 王雪楠,姚忠凯;铁基合金的热弹性马氏体相变及形状记忆效应[J];兵器材料科学与工程;1985年12期
9 刘忠东,朱宗人;稀土W12高速钢刀具和模具试验[J];兵器材料科学与工程;1988年08期
10 孔宪武,董汉君,金丽霞,杨冬冬;中锰钢磨粒磨损试验研究[J];兵器材料科学与工程;1988年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔勇;王秋波;范学义;;耐磨材料厂基础材料耐磨性分析[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
2 王德宝;王越;浦红;程志远;;减速机传动齿齿面局部剥落失效分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
3 曹淑芬;曹耕原;杜冈峰;杨玉;王建明;徐春花;;柴油机水泵轴断裂分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
4 李寅炯;刘金海;李国禄;陈茁;;含碳化物奥铁体球墨铸铁渗硫后耐磨性的研究[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
5 黎涛;冯自平;宋文吉;黄冲;何世辉;;氯化钠反复相变后的性能变化[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 胡宁宁;张永发;;复合智能矩形板的振动特性分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
7 张文泉;张学昆;;金属材料拉伸缺口变形行为的研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
8 边文凤;贾宝贤;;伪弹性合金内衬复合材料容器的强度分析[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
9 王晓宏;张博明;杜善义;于东;;形状记忆合金驱动主动变形波纹板结构的有限元分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
10 徐曼琼;赵红平;黄虎;张瑾;;竹材的断裂特性研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
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1 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 胡坤宏;纳米二硫化钼的形态可控合成及其催化与润滑性能研究[D];合肥工业大学;2010年
3 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
4 柯常波;NiTi形状记忆合金中Ni_4Ti_3相沉淀行为的相场法模拟研究[D];华南理工大学;2010年
5 熊志远;形状记忆聚合物复合材料折叠变形机理的研究[D];北京交通大学;2010年
6 黎清宁;高锰钢和高铬铸铁的冲击腐蚀磨损行为及交互作用研究[D];昆明理工大学;2008年
7 班丽丽;中碳Si-Mn系高强度TRIP钢高周疲劳破坏行为研究[D];昆明理工大学;2008年
8 慈鸿钢;外加直流磁场对等离子弧堆焊层组织及性能的影响研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 张俊清;高速列车空心车轴表面裂纹应力强度因子研究[D];北京交通大学;2011年
10 李洪梅;TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料激光焊研究[D];吉林大学;2011年
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1 牛顿;粉末冶金铜基摩擦材料制备及摩擦学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 丁家圆;热处理工艺对高铬白口铸铁组织与性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
3 张乐朋;前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基耐磨涂层组织与性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 郭云刚;内生NbC高抗裂耐磨堆焊合金组织和性能的研究[D];郑州大学;2010年
5 王赞斌;合金材料在低应力划伤条件下磨损性能研究[D];郑州大学;2010年
6 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
7 孙彦华;压气机常用马氏体不锈钢冲蚀及盐雾—冲蚀性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王建军;镍钛合金堵闭器钽镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李伟光;抗固体粒子冲蚀磨损CrN_x镀层的性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 孟耀武;软脆晶体碲锌镉超精密磨抛的试验研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 杨冠军;杨华斌;曹继敏;;我国形状记忆合金研究与应用的新进展[J];材料导报;2004年02期
2 王学军;王志广;李宁;文玉华;焦玉琴;;焊接对FeMnSiCrNi(0.1Ti)形状记忆合金性能的影响[J];材料导报;2008年11期
3 林成新,谷南驹,赵连城;Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金管接头性能分析[J];材料工程;2001年11期
4 雷竹芳;铁基形状记忆合金及其应用[J];材料开发与应用;2000年02期
5 于志华;孟祥刚;李铁;万德立;;铁基形状记忆合金管接头连接工艺及应用[J];腐蚀与防护;2006年07期
6 李建忱,吕晓霞,蒋青,渠英;铁基形状记忆合金的研究进展与展望[J];功能材料;2000年01期
7 乔志霞;李宗民;刘永长;王东爱;欧凤萍;;Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金焊接接头组织和形状记忆效应研究[J];功能材料;2007年10期
8 樊丁,中田一博,牛尾诚夫;YAG激光与脉冲MIG复合焊[J];甘肃工业大学学报;2002年03期
9 孙宝臣,齐芳娟,杜彦良;铁基形状记忆合金与45钢焊接性能研究[J];机械工程材料;2002年04期
10 韩英淳,孙广平,辛华;铁锰硅铬镍形状记忆合金的形状记忆效应[J];机械工程材料;2004年11期
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1 阎小军;激光焊接NiTi合金的性能研究[D];大连理工大学;2006年
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1 吴彦东;Fe-Mn-Si形状记忆合金的耐磨性及其应变疲劳特性[D];河北工业大学;2006年
【二级引证文献】
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1 郭宝喜;Fe-Mn-Si形状记忆合金螺栓紧固防松研究[D];大连海事大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈万才,尚秋立;TiNi形状记忆合金在医学上的应用[J];鞍山钢铁学院学报;1995年04期
2 郭海英,司乃潮;铜基形状记忆合金的晶粒细化方法及机理探讨[J];兵器材料科学与工程;1997年06期
3 徐瑞芬,许淳淳,欧阳维真,姜宝文;奥氏体不锈钢的马氏体相变对耐蚀性的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);1998年02期
4 徐瑞芬,许淳淳,薛慧勇,王新军,朱健;奥氏体不锈钢中马氏体含量对其钝化膜稳定性的影响[J];材料保护;1998年09期
5 聂景旭,杜彦良;形状记忆合金在“智能性材料结构”中的应用研究[J];材料导报;1993年01期
6 刘爱荣;潘亦苏;周本宽;;形状记忆合金的研究进展[J];材料导报;2001年05期
7 ;Variations in Wear Resistance of a Novel Triboalloy Pseudoelastic TiNi Alloy-with Respect to its Pseudoelasticity and Hardness[J];Journal of Materials Science & Technology;2001年01期
8 张初阳,王小祥;Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金超弹性的研究[J];材料科学与工程;1999年02期
9 雷竹芳;铁基形状记忆合金及其应用[J];材料开发与应用;2000年02期
10 王再友,龙霓东,朱金华;抗空蚀材料研究应用进展[J];材料开发与应用;2001年06期
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4 王毅;姜云鹏;岳珠峰;;压缩载荷作用下复合材料层合板结构开口翻边补强试验及数值模拟[J];机械强度;2006年06期
5 张星;张治民;李保成;;AZ31镁合金动态力学行为实验研究[J];弹箭与制导学报;2007年04期
6 刘亚俊;覃孟扬;杨超;汤勇;;大块非晶合金的微尺度力学行为研究评述[J];材料科学与工程学报;2008年06期
7 田文彤;杨辉;刘峰;;7A04合金半固态等温压缩的力学行为[J];塑性工程学报;2008年06期
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9 张发云;闫洪;;SiC颗粒对SiC_P/AZ61复合材料触变压缩行为的影响[J];锻压技术;2010年01期
10 孙慧玉;;三维编织复合材料力学行为研究进展[J];材料科学与工程学报;2010年01期
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1 何玉发;刘清友;;深井注入管柱力学行为研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 吴成刚;何川;李讯;张峰;;高地应力下隧道结构力学的模型试验研究[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年
3 宋凡;白柯;张泰华;;牙齿内界面的微结构特征及力学行为[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
4 付波;陈伟;李龙飞;杨王玥;孙祖庆;;超细化球化复相组织过共析钢的力学行为[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
5 吴承伟;;生物与仿生材料表面微纳力学行为[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 吴义田;张庆明;;结构在冲击波载荷作用下弹塑性力学行为的几何相似律[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
7 傅小茜;冯俊德;谢友均;;硫酸盐侵蚀环境下水泥土的力学行为研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
8 卢子兴;;低密度开孔泡沫材料各向异性力学行为的模型研究[A];2009年度全国复合材料力学研讨会论文集[C];2009年
9 高克玮;中村森彦;;氢对TiAl基合金拉伸行为的影响[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
10 邹波;卢子兴;;复合泡沫塑料力学行为的人工神经网络预测研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;试验温度对TRIP合金钢力学行为的影响[N];世界金属导报;2002年
2 本报记者 冯永锋;寻找纳米技术工程化的通路[N];光明日报;2006年
3 实习生 姜靖;张清东:只因科研“出差狂[N];科技日报;2006年
4 柳絮恒 王辉;为祖国铺发展大道为人民筑致富之路[N];科技日报;2005年
5 本报记者 刘一心 余美慧 通讯员 李荣坤;魅力佛山 活力“一环”[N];中国建设报;2006年
6 ;2003年度国家杰出青年科学基金获得者荣誉简介(之一)[N];科技日报;2003年
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8 本报记者 李兰;虚拟工程与科学:信息时代的自由王国[N];科技日报;2001年
9 石河子市科委和科技兴石办提供;原位聚合技术开发成功[N];新疆科技报(汉);2004年
10 记者 阎友华;天兴洲大桥铁路混凝土板结合桥面模型试验研究完成[N];中国经济导报;2007年
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1 王金刚;Fe-Mn-Si形状记忆合金的应力自适应特性和力学行为[D];河北工业大学;2006年
2 赵文;荷载作用下高陡边坡岩体力学行为及桥基位置确定方法研究[D];西南交通大学;2005年
3 巩翠芝;数字散斑相关方法在木材微观力学行为研究中的应用[D];东北林业大学;2009年
4 向衍;高坝坝体与复杂坝基互馈的力学行为及其分析理论[D];河海大学;2004年
5 汪海滨;悬索桥隧道式复合锚碇系统作用机理研究[D];西南交通大学;2006年
6 保昆雁;中密度纤维板热压工艺的研究[D];东北林业大学;2006年
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8 宗影影;钛合金置氢增塑机理及其高温变形规律研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 管会生;土压平衡盾构机关键参数与力学行为的计算模型研究[D];西南交通大学;2008年
10 吴建光;利用光镊研究生物细胞的力学行为[D];中国科学技术大学;2009年
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4 薛淼;超磁致伸缩材料在换能器中的应用研究[D];内蒙古科技大学;2007年
5 张少辉;不同拼装方式下管片结构的力学行为研究[D];西南交通大学;2004年
6 邢怀念;钢筋直螺纹套筒连接力学行为研究及其应用[D];大连理工大学;2004年
7 吴彦东;Fe-Mn-Si形状记忆合金的耐磨性及其应变疲劳特性[D];河北工业大学;2006年
8 由娇丽;Fe-Mn-Si形状记忆合金力学性能分析[D];大连海事大学;2008年
9 朱越峰;波形钢腹板箱梁桥受力特性分析和计算方法研究[D];浙江大学;2007年
10 杨杰;热处理对超细晶工业纯铝力学行为影响的研究[D];上海交通大学;2008年
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