femnsi基合金中马氏体的表面浮凸及其逆相变能量的测定

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1、Fe．Mn．Si基合金中马氏体的表面浮凸及其逆相变能量的测定摘要l形状记忆合金(ShapeMemo巧Alloy，简称SMA)是一种新兴的功能材料。自60年代发现至今，已形成Ni．Ti基，Cu基，Fe基三大系列形状记忆合金。由于Fe基合金与Ni。Ti和Cu基形状记忆合金相比具有明显的低成本和易加工性，因而具有重要的潜在商业开发价值。Fe基合金的形状记忆效应(ShapeMemoryEffect，简称SME)直接来源于?(fcc)---}e(hcp)马氏体相变及逆相变，所以，研究马氏体相＼变及其逆相变机制对提高Fe基合金形状记忆效应具有指导意义。

2、--、，／在本研究工作中，运用原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，简称AFM)测量马氏体的表面浮凸。运用x射线衍射(X．rayDiffraction，简称XRD)和差示扫描量热法(DifferentialScanningCalorimetry，简称DSC)测定马氏体逆相变所需的能量。主要的研究结果如下：(1)建立了一套运用AFM测定3'(fcc)--}e(hcp)马氏体相变切变角的方法。通过Thompson四面体几何模型来解析试样表面变体的迹线，从而给出了切变角与浮凸角的关系。(2)应力诱发马氏体主要由同一滑移面上同一

3、方向切变的初始变体组成，同时存在少量二次变体，其浮凸形态为大落差的台阶状。(3)热诱发马氏体主要由大量的二次变体组成，而它的初始变体是由同一滑移面上以近似等同的三个切变方向所产生，其浮凸形态为峰形的台阶状。(4)首次成功地运用XRD和DSC方法测定了Fe—Mn—Si基合金马氏体逆相变所需的能量，在0．514％应变时为96．52J／mol，1．40％应变时为102．47J／tool，3．16％应变时为107．56J／mol。其中96．52J／mol可近似认为是马氏体逆相变的驱动力。(5)随着应变从0．514％增大到3．16％，马氏体逆相变所需

4、的能量也随之增加。(6)马氏体逆相变的驱动力小于马氏体正相变的驱动力。关键词：表面浮凸、AFM(礞再功强粥皖2：DSE疆萄苛璃搐辣S法夫～XRDe文射线衍射)、马氏体相变、Fe．Mn．Si基形状记忆合金ⅧASUREA伍NTOFTHESI爪FACERELIEFOFMARTENSITEANDTHEENERGYREQUIREDFORITSREVERSETRANSFORMATl0NINFE—MN—SIBASEDSHAPEM匝MORYALLOYSABSTRACTShapememoryalloy(SMA)isanewkindoffunctionalma

5、terials．Since1960’sthreekindsofSMAshavebeendeveloped，suchasNi-Ti，CuorFebasedSMAs．FebasedSMAhasapotentialapplicationinindustryduetoitslowercost，bettermachinablepropertyincomparisonwithNi—Ti，CubasedSMAs．SincetheSMEofFe—Mn-Sibasedalloysoriginatesfromthestress—inducedmartensit

6、eanditssmcp)斗r(fcc)reversemartensifictransformation，asaresult，theinvestigationofmartensitictransformationmechanismisofimportancetoimprovetheirSME．Inthisthesis，atomicforcemicroscope(AFM)isemployedtoinvestigatethecharacteristicofsurfacereliefofmartensiteinFe—Mn-Sialloy，while

7、bothX·raydiffraction(XRD)anddifferentialscanningcalorimetry(DSC)areusedtomsearchintotherequiredenergyforthereversemartensitictransformation．n帕mainresultsaresummarizedasfollows．(1)AmodifiedAFMmethodforthedeterminationoftheshearangleof"／(fcc)-*e(hcp)martensitietransformation

8、wasestablished．ThompsontetrahedronandgeometryanalysiswereusedtocalcIllmethedirectionsofva