基于第二相定向性析出提高FeMnSi基合金記憶效應的研究.pdf

1、目前，F(xiàn)eMnSiCrNi系形狀記憶合金在石油，化工和機械工業(yè)等領域都有著廣泛的應用前景。然而，其形狀記憶效應較差，可回復變形量一般僅為2％～3％，導致FeMnSiCrNi系形狀記憶合金在工業(yè)中未能得以廣泛的應用。為提高其形狀記憶效應，本文從基于控制第二相定向析出提高FeMnSiCrNi合金形狀記憶效應的構想出發(fā)，提出了一種新工藝——形變時效，即先形變使合金在時效前形成有方向的γ/ε界面和層錯，再時效時使第二相定向析出，由于第二相粒子對

2、奧氏體晶粒的區(qū)域化分割作用和對應力誘發(fā)馬氏體長大的阻礙作用，將有可能在這些被第二相分割的區(qū)域內獲得薄片狀的應力誘發(fā)ε馬氏體，從而有望顯著提高FeMnSi基合金的形狀記憶效應。本文正是基于上述構想，重點研究了不同的時效工藝對FeMnSi基合金中第二相析出的方向性，數(shù)量和分布的影響，及其對合金形狀記憶效應的影響。得到了如下具有創(chuàng)新意義的研究成果： 形變時效能顯著提高FeMnSiCrNi合金的形狀記憶效應。合金經(jīng)10％室溫拉伸形變后于

3、800℃時效300min時，合金的形狀記憶效應最好，在預變形5％時其形狀回復率可以高達89％，比直接時效提高了41％，比固溶態(tài)提高了217％，達到了多次熱機械循環(huán)訓練的效果。 形變時效顯著提高FeMnSi基合金形狀記憶效應的機制在于合金形變時效后定向析出了大量的第二相。這種定向析出的第二相一方面可以強化奧氏體基體，抑制合金的塑性變形；另一方面由于其對奧氏體晶粒的分割和對應力誘發(fā)馬氏體長大的阻礙作用，使合金同一晶粒內能獲得單一方向

4、薄片狀的應力誘發(fā)￡馬氏體變體，從而提高了ε馬氏體的逆轉變性。 形變時效既能顯著提高合金的形狀記憶效應，又能提高合金的回復應力。對形變時效工藝參數(shù)進一步優(yōu)化，使形變時效既能顯著提高FeMnSiCrNi合金的形狀記憶效應，又能提高合金的回復應力，有利于其工程應用。我們認為Fe13.53Mn4.86Si8.16Cr3.82Ni0.16C合金的最佳形變時效工藝為時效前10％室溫形變+時效800℃×180min。經(jīng)此工藝參數(shù)形變時效后，合