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Fe-Mn-Si-Cr-Ni-N合金的形状记忆效应及马氏体相变研究

马会娜  
【摘要】:本文采用弯曲试验、拉伸试验研究了Fe-20. 69Mn-4. 93Si-8. 15Cr-4. 86Ni-0. 05N合金 的形状记忆效应。并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、 原子力显微镜(AFM)等实验手段,对合金应力诱发马氏体相变和马氏体相变宏观点阵变 形特征进行了研究,探讨了合金形状记忆效应机制。 形状记忆效应的研究表明:700℃固溶处理、弯曲变形2. 9%时,合金的形状恢复率最 佳(74. 2%),比相同条件下未加N的Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni合金形状恢复率提高了9%; 弯曲变形9. 4%时,合金的可恢复应变最大(4. 0%)。适当的热机械循环训练可显著提高合 金的形状记忆效应。700℃~固溶处理、弯曲变形9. 4%、700℃中间退火,二次训练后合金的 形状恢复率为51. 5%,可恢复应变为4. 8%,形状恢复率比未训练时提高了22%,可恢复应 变提高了20%。 合金应力诱发马氏体相变的研究表明:拉伸变形3. 8%时,合金中的ε马氏体呈平形态, ε马氏体的体积分数达到最大值(47. 8%);拉伸变形6. 2%时,部分马氏体交叉促使α'马氏 体的出现,ε马氏体的体积分数开始减少(43. 8%);拉伸变形9. 4%时,合金中出现了大量 交叉的马氏体,α'马氏体的体积分数达到最大值(54. 3%)。适当次数的训练可以显著减少 合金中α'马氏体的含量,拉伸变形9. 4%、2次训练后,合金中α'马氏体的体积分数为36. 5%, 比未训练时降低了32. 9%。 合金马氏体相变表面浮凸观察与分析结果表明:热诱发γ→ε相变属于自协作模式, 表面浮凸高度为8. 33nm-57. 69 nm,浮凸宽度为0. 53×103nm-3. 26×103nm,浮凸角为 0. 89°-0. 90°;应力诱发γ→ε相变属于单一切变模式,表面浮凸高度为47. 06nm- 93. 26 nm,浮凸宽度为200. 65 nm-312. 50 nm,浮凸角为9. 89°-17. 93°。采取不同的 相变模式产生不同的切变应变,合金获得不同的形状记忆效应。


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