femnsi基合金的形状记忆效应及性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料，也是当代新材料研究的热点之一。形状记忆合会最主要的特征是具有形状记忆效应(ShapeMemoryEffect，sME)。铁基形状记忆合金具有强度高、塑性好、易加工、价格低廉、使用方便等优点，因此近年来成为人们研究的重点。本课题设计了Fe一30Mn一5SJ、Fe20Mn55i5Cr3NJ两种小同成分的台金．采用金相显微镜、扫描电子显微镜和x射线衍射仪等对台金的组织结构进行了观察与分析，并研究了回复退火温度、预变形量、热机训练工艺和淬火工艺对合金的形状记忆效应的影响。此外，针对这两种不同成分的合金，测试了合金的

2、耐腐蚀性能。然后在此基础上，选择具有较好形状记忆效应的台金制作铆钉，对Fe基形状记忆合金的应用进行了初步研究。Fe一30Mn一5Si、Fe一20M11—5Si一5Cr3Ni合金在外加应力作用下，从面心立方结构奥氏体转变为密排六方结构马氏体。卸去外加应力，对其进行回复退火，合金发生逆转变，即从马氏体转变为奥氏体。合金的马氏体相变是层错形核机制，由ShockleY不全位错的运动产生。同时由于层错能较低，使得两个Shockley不仝位错和一片层错新产生的组态不易滑移，这就决定了其可逆运动途径的唯一性，从而实现舍金的形状回复。实验表明，合金的形状回复率箍预变形量的增加而减小；形状回复率随回复温度

3、的升高而增大，且在600℃左右达到最大值；热一机械训练可以明显提高合金的形状记忆效应。在FeMnSi基合金中加入适量的Cr、Ni元素可以显著提高合金的耐腐蚀性能，对台金的形状记忆效应也有驸显提高。关键词：形状记忆合盒，形状记忆效应，马氏体相变，FeMnSi基台金，形状回复率武汉理工大学硕士学位论文AbstractTheshapememoryalloyisanewkindoffunctionalmaterialsandhasbeenfocusedinrecentdecades．ThemaincharacteristicOfthismaterialistheshapememoryeffect

4、．Comparedwithothersalloys，Fe·basedshapememoryalloyshavesuchadvantagesashighintensity，betterplasticity，simplepreparationtechnology，lowcost，convenientapplicationandSOon．Sotheybecomethefocusofrecentresearch．Fe-30Mn．5SiandFe一20Mn-5Si一5Cr·3Nialloysofdifferentcompositionweremadeinthispaper．Microstructu

5、resofthealloyswereobservedandstudiedbymeansofopticalmicroscope，SEM，XRDandSOon．Theinfluenceofannealingtemperature，prestraintreatment，thermal-mechanicalprocessingandquenchingprocessingonshapememoryeffecthasbeeninvestigated．Corrosionresistanceofthealloyhasalsobeenstudied．Thenthealloyofbetterproperty

6、wasusedtomakeclinchandtheapplicationofFe-basedshapememoryalloyswouldbepromoted．ThetransformationoffccaustenitetohcpmartensitetakesplaceinFe一30Mn-5Si、Fe一20Mn-5Si-5Cr-3Nialloyswhentheyareappliedtoexternalstress．Thereversetransformationofmartensitetoaustenitetakesplacewhenthealloysareannealedafterth

7、eexternalstressisunloaded．ThemechanismofmartensitetransformationiSbasedonstackfaultnucleationsystemandinducedbythemovingofShockleyimperfectdislocations．ThenewformedstructuralsystemmadeupoftwoShockleyimperfectdislocatio