femnsicrnin合金的形状记忆效应及马氏体相变研究

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1、河北T业大学硕士学位论文Fe-Mn—Si—Cr—Ni—N合金的形状记忆效应及马氏体相变研究摘要本文采用弯曲试验、拉伸试验研究了Fe一20．69Mn一4．93Si一8．15Cr一4．86Ni一0．05N合金的形状记忆效应。并利用x射线衍射仪(Ⅺm)、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一20Mn一5Si一8Cr一5Ni合金

2、形状恢复率提高了9％；弯曲变形9．“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g马氏体呈平形态，e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∥马氏体的出现，e马氏体的体积分数开始减少(43．8％)；拉伸交形9．4％时，合金中出现了大量交叉的马氏体，a’马

3、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口·马氏体的含量，拉伸变形9．4％、2次训练后，合金中口’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Y—e相变属于自协作模式，表面浮凸高度为8．33衄~57．69nm，浮凸宽度为0．53×103nm～3．26×103nm，浮凸角为0．89。～O．90。；应力诱发y—e相变属于单一切变模式，表面浮凸高度为47．06姗～93．26nm，浮凸宽度为200．65呦～312．50nm，浮凸角为9．89。～17．936。采取不同的相变模式产生不同

4、的切变应变，合金获得不同的形状记忆效应。关键词：形状记忆效应，形状恢复率，热机械循环训I练，表面浮凸，应力诱发马氏体相变Fe．Mn．Si—Cr-Ni-N台合的形状记忆效应及马氏体相变研究SHAPEMEMoRYEFFECTANDMARTENSITETRANSFoRMATIoNoFFe．Mn．Si—Cr-Ni—NALLoYABSTRACTTheshapememoryeffectofFe-20．69Mn-4．93Si-8．15Cr-4．86Ni一0．05Nalloywasstudiedbybendingtestandtensiletest．Stressinducedmart

5、ensitictransformationaswellasmacroscopiclatticedeformationinthealloywerestudiedbymeansofXRD，ScanningElectronMicroscope(SEM)，TransmissionElectronMicroscope(TEM)andAtomicForceMicroscope(AFM)，shapememorymechanismofthealloywasdiscussedatthesametime．Fromthestudyofshapememoryeffect，whensoluti

6、ontemperatureis700"Candbendingdeformationamountis2．9％theshaperecoveryratioisbest(74．2％)andisimprovedby9％thanFe一20Mn一5Si-8Cr-5NialloywithoutNinthesamecondition；whenbendingdeformationamountis9．4％therecoverablestrainisbest(4．0％)．TheshapememoryeffectofthealloyCallbeeffectivelyimprovedbysuit

7、ablethermomechanicaltraining：theshaperecoveryratiois51．5％andtherecoverablestrainis4-8％aftertwocyclestrainningwhensolutiontemperatureis700℃，bendingdeformationamountis9．4％andthequenchingtemperatureis7006C，theshaperecoveryratioofthealloyisimprovedby22％andrecoverablestrainimprovedb