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《哈尔滨工业大学》 2008年
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时效Ni-Mn-Ga-Ti合金的相变和力学行为

董桂馥  
【摘要】: 本文采用扫描电镜观察、透射电子显微分析、X射线衍射分析、示差扫描热分析、交流磁化率测试、室温压缩试验及磁感生应变测量等方法系统研究了Ni53Mn23.5Ga23.5-xTix (x=0, 0.5, 2, 3.5, 5, 8)合金时效析出行为、相变行为、力学行为和磁学特性,阐明了时效过程中组织演化规律及其对马氏体相变温度、力学性能和磁感生应变的影响规律,揭示了时效改善合金力学性能的微观机制。 研究表明,固溶处理的Ni-Mn-Ga-Ti合金室温为四方结构5M马氏体。在773K-1173K范围内时效,基体中弥散析出六方结构的Ni3(Ti,Mn,Ga)相。Ni-Mn-Ga-Ti合金在加热和冷却过程中发生一步热弹性马氏体相变,随Ti含量的增加,相变温度升高。时效处理对合金的相变温度有显著影响。当时效时间为3h时,相变温度随时效温度的升高先降后升,在973K时达到最小值;当时效温度为873K时,相变温度随时效时间的延长而降低。这是因为富Ni的Ni3(Ti,Mn,Ga)相的析出,改变了基体中Ni含量所致。 试验结果表明,随Ti含量增加,合金的断裂强度及断裂应变先增后降,在Ti含量为5at.%时达到最大值。合适的时效处理显著改善Ni53Mn23.5Ga23.5-xTix合金的力学性能。在823K-1173K温度区间3h时效时,合金的断裂强度和断裂应变均随时效温度的升高先增加后降低。在873K时效时,Ni-Mn-Ga-Ti合金的断裂强度和断裂应变均随时效时间的延长而降低,经873K/0.5h时效后,断裂应变达到最大值11.9%,比Ni-Mn-Ga合金高1倍以上。经873K/3h恒应变约束时效处理Ni53Mn23.5Ga18.5Ti5合金的断裂强度高达1403MPa。 时效改变了合金的断裂方式,固溶Ni-Mn-Ga-Ti合金的断口形貌呈现脆性沿晶断裂特征;随时效温度的升高或时间的延长,断裂方式逐渐转变成穿晶断裂,断口上存在较多的韧性撕裂棱;当时效温度高于973K时,合金的断口形貌为沿晶剥离,导致脆性增大,其原因在于析出相在晶界面上的数量增多、尺寸增大。 固溶Ni-Mn-Ga-Ti合金的居里温度及饱和磁化强度均随Ti含量的增加而近线性降低;其居里温度随时效温度的升高先降低后升高,在973K时为最低值;而饱和磁化强度随时效温度的升高而略有下降。研究发现,合金的磁感生应变量随Ti含量的增加而下降,时效及热机械训练均可显著能提高合金的饱和磁感生应变量,其微观机制在于:合金在时效过程中形成弥散共格Ni3(Ti,Mn,Ga)析出相,在基体中产生共格应力场,在冷却发生马氏体相变时,处于有利取向的马氏体变体首先形核、长大,室温形成择优取向的马氏体,显著提高合金的饱和磁感生应变量。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG156.92

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 闫绍盟;铁磁性形状记忆合金的马氏体相变与晶体学[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张欣;Ni-Mn-Ga-Gd高温记忆合金的组织结构与形状记忆效应[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
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1 郭世海,张羊换,赵增祺,李健靓,王新林;Ni_(52)Mn_(23)Ga_(24.5)Sm_(0.5)合金的马氏体相变和磁致伸缩性能[J];功能材料;2004年03期
2 王文洪,柳祝红,陈京兰,吴光恒,梁婷,徐惠彬,蔡伟,郑玉峰,赵连城;铁磁形状记忆合金Ni_(52.5)Mn_(23.5)Ga_(24)马氏体相变热滞后的研究[J];物理学报;2002年03期
3 郭世海,张羊换,赵增祺,李健靓,王新林;Ni-Mn-Ga-RE(RE=Tb,Sm)合金的马氏体相变和磁感生应变[J];中国稀土学报;2003年06期
4 赵增祺,熊玮,吴双霞,王海学,李雪梅,王新林;稀土铽对Ni-Mn-Ga磁性记忆合金力学性能的影响[J];稀土;2004年01期
5 王海学,赵增祺,李雪梅,吴双霞,江丽萍,熊玮;Dy对多晶Ni_(52)Mn_(24.7)Ga_(23.3)合金马氏体相变和磁感生应变的影响[J];稀土;2004年02期
6 ;Bending Strength and Fracture Behavior of Ni_(50)Mn_(29)Ga_(21) Alloy with Terbium[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2004年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高文涛;时捷;;连铸高性能中厚板产品性能分析[J];鞍钢技术;2008年05期
2 迟秀斌,李吉和,刘春明;航空发动机用25Cr3MoA合金棒材的研制[J];兵器材料科学与工程;2004年02期
3 曹群;牟维兵;杨翰飞;杨治美;龚敏;;6H-SiC热氧化层高温漏电及红外光谱表征研究[J];半导体光电;2010年05期
4 马全仓,毛卫民,冯惠平;3104深冲铝板织构对初始R值的影响[J];北京科技大学学报;2004年01期
5 张沛学,任学平,谢建新,张炳哲,韩文殿,宋杰;双相不锈钢超塑性变形机理[J];北京科技大学学报;2005年01期
6 李艳;郭志猛;郝俊杰;高玉喜;;工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响[J];北京科技大学学报;2008年01期
7 刘宗昌,宋义全;关于钢的珠光体分解[J];包头钢铁学院学报;2003年03期
8 刘宗昌,王玉峰,杨慧,赵爱军,刘红飓;42CrMo钢锻轧材的带状组织[J];包头钢铁学院学报;2003年04期
9 王志成,赵增祺,冯岩,吴双霞,江丽萍;Tb对Ni_(50)Mn_(29)Ga_(21)合金的组织和磁感生应变的影响[J];包头钢铁学院学报;2005年02期
10 刘伟杰;;冷轧带钢热处理质量缺陷的原因分析及预防措施[J];辽宁科技学院学报;2010年01期
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1 金开能;;火灾中铜导线熔痕金相组织定量研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
2 赵增祺;熊玮;吴双霞;刘国征;黄继民;王新林;;Tb在多晶Ni-Mn-Ga合金中的存在行为及对磁性能的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
3 王素平;郭治霞;路鹏;;管线钢X60的开发实践[A];2009年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2009年
4 徐效谦;;高强度螺栓用非热处理和非调质钢[A];全国金属制品信息网第22届年会论文集[C];2010年
5 王洪利;刘宏玉;王瑞敏;周鹏;黄彧;;帘线钢微合金化后的组织与性能研究[A];2011金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2011年
6 李国旺;李士琳;钱进;黄源倜;;TiNi合金高温阻尼特性研究[A];内耗与超声衰减——第四次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1994年
7 陈情华;赵晗;饶立华;;中碳CrMo钢轧材弯曲成因[A];2006年全国轧钢生产技术会议文集[C];2006年
8 孙伟;王静松;任福全;刘国梁;薛庆国;;精密合金冷轧带材分层原因分析及冶炼工艺改进研究[A];中国金属学会特钢分会,特钢冶炼学术委员会2009年会论文集[C];2009年
9 张海宾;张峻巍;赵科;时速德;张冰;;X70管线钢的成分设计及其轧制工艺的控制[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
10 李晓霞;;50CrMo_4曲轴热处理工艺研究与应用[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年
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1 闫绍盟;铁磁性形状记忆合金的马氏体相变与晶体学[D];华中科技大学;2011年
2 黄贞益;低合金高强度钢成分—组织—性能控制与再制造[D];南京理工大学;2012年
3 蔺绍江;粉末冶金法制备TiC/316L复合材料及其致密化与性能研究[D];华中科技大学;2012年
4 莫华强;TiNiNb形状记忆合金的性能研究及其作为中温管接头的优化设计[D];四川大学;2003年
5 王成;400MPa级超级钢激光焊接及其焊接性研究[D];清华大学;2002年
6 杨屹;基于场激发的Fe-Ti-C三元系燃烧行为研究[D];四川大学;2004年
7 管登高;防电磁信息泄密宽频带电磁波屏蔽集成复合材料研究[D];四川大学;2004年
8 顾艳红;新型陶瓷润滑油添加剂的应用与作用机理[D];中国地质大学(北京);2005年
9 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
10 陈艺锋;ZnO晶须生长理论及热镀锌渣制备四针状晶须工艺研究[D];中南大学;2004年
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1 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
2 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李媛乐;高压电子铝箔组织结构和性能的对比研究[D];郑州大学;2010年
4 郑国昌;23MnB履带板热处理质量控制的研究[D];江西理工大学;2010年
5 陈文;管线钢的热轧织构与钢板各向异性的研究[D];昆明理工大学;2010年
6 计芳芳;贝氏体型冷作强化非调质钢的组织和力学性能研究[D];昆明理工大学;2010年
7 崔岩;Nb-Ti复合超低碳烘烤硬化钢板成分的优化研究[D];昆明理工大学;2009年
8 姜珂;MW级风电球铁轮毂疲劳性能的研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 吴振兴;NiMnGa晶体的相变特征及理论分析[D];重庆师范大学;2011年
10 张健;NiMnGa合金相界面移动的热动力学分析[D];重庆师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵增祺,王志成,韩莉,黄继民,熊玮;Ni_(50)Mn_(29)Ga_(21)Tb_x磁性形状记忆合金的晶体结构研究[J];兵器材料科学与工程;2005年03期
2 冯庆玲,刘娜;Cu-Zn-AI合金的形状记忆效应稳定与改进[J];兵器材料科学与工程;1994年05期
3 刘震云,黄伯云,林栋梁;La对富Ni的NiAl系合金组织与性能的影响[J];材料工程;1999年03期
4 彭红樱,魏中国,杨大智;高温形状记忆合金的研究进展[J];材料科学与工程;1994年01期
5 高智勇;吴博森;鲁玺丽;唐振宇;;Ti_3Ni_4析出相对富镍TiNi合金阻尼行为的影响[J];稀有金属材料与工程;2007年09期
6 余慧茹;李则河;王海波;蔡伟;;Ni_(56)Fe_(17)Ga_(27-x)Co_x合金的组织结构与马氏体相变[J];功能材料;2006年12期
7 王永前,赵连城;高温形状记忆合金研究进展[J];功能材料;1995年04期
8 徐祖耀;Fe-C合金马氏体相变热力学[J];金属学报;1979年03期
9 徐祖耀;李箭;曾振鹏;;Fe-Ni-C合金中奥氏体固溶强化对马氏体相变的影响[J];金属学报;1986年06期
10 罗丰华;陈嘉砚;及川胜男;石田清仁;;Ni_(52)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x合金的马氏体相变和磁性转变[J];金属学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 崔玉亭;NiMnGa合金的热力学效应和应用功能研究[D];重庆大学;2004年
2 张庆新;磁控形状记忆合金特性及其执行器应用基础研究[D];沈阳工业大学;2006年
3 高丽;Ni-Mn-Ga-RE磁性记忆合金的微观结构与马氏体相变和力学性能[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 丰焱;Ni-Mn-In基合金的马氏体相变与结构和性能[D];哈尔滨工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 柳祝红,胡凤霞,王文洪,陈京兰,吴光恒,高书侠,敖玲;哈斯勒合金Ni-Mn-Ga的马氏体相变和磁增强双向形状记忆效应[J];物理学报;2001年02期
2 郭世海,赵增祺,王新林,张羊换;Ni_(48)Mn_(33)Ga_(18)Tb_1合金的马氏体相变和磁性形状记忆效应[J];稀土;2002年02期
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1 刘伟;赵新青;;NiTiNb形状记忆合金的力学行为与相变特征(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2009年05期
2 贾泮江;陈邦峰;;时效时间对ZL210A铸造铝合金力学性能和微观组织的影响[J];航空材料学报;2009年01期
3 李俊峰;郭连臣;李宇芳;;6082-T6厚壁管材力学性能稳定性的研究[J];黑龙江科技信息;2008年21期
4 孙瑜,孙国雄;热处理工艺对锶变质近共晶Al-Si铸造合金力学性能的影响[J];铸造;2001年11期
5 张萌;张家斯;许彪;彭国印;郭守晖;;时效处理对两种CuCrZrRE合金组织和性能的影响[J];热处理;2009年06期
6 杨钢;郭永华;刘新权;马风春;宋玺玉;张秀丽;;595℃长期时效对M152马氏体耐热钢力学性能的影响[J];钢铁;2010年07期
7 于洪伟;王旭;;Al-Zn-Mg-Cu合金的时效工艺研究[J];轻合金加工技术;2008年06期
8 沈利民;巩建鸣;姜勇;耿鲁阳;;时效时间对Cr35Ni45Nb离心铸造奥氏体钢力学性能与微观组织的影响[J];南京工业大学学报(自然科学版);2011年02期
9 黄珍;夏长清;王会敏;王金惠;王志辉;;热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响[J];矿冶工程;2010年03期
10 谢长生;崔崑;;合金元素对奥氏体热模具钢时效硬化及力学性能的影响[J];钢铁;1992年02期
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1 王清;赖静;孙东立;张丽萍;;BT14钛合金固溶时效后的显微组织与力学性能[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
2 宫长伟;王轶农;杨大智;;时效处理NiTi合金的相变研究[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年
3 王元庆;邓天泉;陈强;赵祖德;苏志权;孙昌建;;热处理工艺对高强铸造Al-Si-Cu-Mg合金力学性能的影响[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
4 王元庆;邓天泉;陈强;赵祖德;苏志权;孙昌建;;热处理工艺对高强铸造A1-Si-Cu-Mg合金力学性能的影响[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
5 王元庆;邓天泉;陈强;赵祖德;苏志权;孙昌建;;热处理工艺对高强铸造Al-Si-Cu-Mg合金力学性能的影响[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
6 李国旺;高静微;葛志刚;千东范;;Cu-Al-Ni合金马氏体相变阻尼特性的研究[A];内耗与超声衰减——第三次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1991年
7 王子孝;桂嘉年;王少阶;;用正电子湮没研究Gu-Zn-Al合金中的马氏体相变(详细摘要)[A];第五次核物理会议资料汇编(上册)[C];1982年
8 李锡武;郑子樵;李海;李世晨;钟俐苹;蒋呐;;1420铝锂合金力学性能的各向异性[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
9 范荣辉;李德富;贺金宇;;β21S钛合金棒材热处理研究[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年
10 龚明;;铜基形状记忆合金显微拉伸加卸载原位观测[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
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1 晨;具有均匀尺寸和力学性能的薄宽热轧带钢[N];世界金属导报;2004年
2 刘友存;热轧带钢力学性能在线预测系统简介[N];中国冶金报;2007年
3 记者 徐彦泓;国家建材五金水暖测试中心加强扣件检测[N];中国建材报;2006年
4 田建强王建国;劣质窗一推就开[N];中国质量报;2007年
5 张跃进;热轧带钢力学性能预报模型在线应用[N];世界金属导报;2006年
6 ;热轧带钢力学性能在线监控系统(待续)[N];世界金属导报;2001年
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1 董桂馥;时效Ni-Mn-Ga-Ti合金的相变和力学行为[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 高丽;Ni-Mn-Ga-RE磁性记忆合金的微观结构与马氏体相变和力学性能[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 王海波;含铁和钴Ni-Mn-Ga合金的结构和相变与性能[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 张建波;Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金组织性能及沉淀析出行为研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
5 闫绍盟;铁磁性形状记忆合金的马氏体相变与晶体学[D];华中科技大学;2011年
6 黄继武;高强可焊7A52铝合金板材热处理及其相关基础研究[D];中南大学;2008年
7 宁爱林;析出相及其分布对高强铝合金力学性能的影响[D];中南大学;2007年
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1 赵青;热处理工艺对7075铝合金组织和力学性能的影响[D];郑州大学;2012年
2 王雏艳;异步轧制及热处理对Al-12.7Si-0.7Mg铝合金力学性能的影响[D];东北大学;2011年
3 宋涛;6N01和7N01时效工艺研究和组织分析[D];重庆大学;2011年
4 杨晓;17-4PH不锈钢性能和组织研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 冯菁菁;半固态成形Al-Fe基合金组织特征及热处理技术研究[D];沈阳工业大学;2009年
6 黄锐;S31803双相不锈钢中σ析出相及其对性能的影响研究[D];西安建筑科技大学;2009年
7 徐培好;Mg-Zn-Al-Ca压铸镁合金的组织与力学性能[D];山东大学;2006年
8 葛凯晨;固溶时效处理对AZ80镁合金组织及力学性能的影响[D];西安理工大学;2008年
9 梁楚錡;时效TiNi基记忆合金的马氏体相变行为与超弹性[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 郑青春;超塑预处理对高强铝合金7A04和2024的性能影响研究[D];中南大学;2005年
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