時(shí)效對(duì)免訓(xùn)練Fe-Mn-Si基形狀記憶合金性能的影響.pdf

1、FeMnSi基形狀記憶合金,作為新一代工程智能材料,以其良好的加工性、優(yōu)異的焊接性、高強(qiáng)度和高塑性備受關(guān)注,但是形狀記憶回復(fù)較低而限制了其實(shí)際應(yīng)用。本文通過在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中添加微量V、N元素,制備一種免訓(xùn)練的形狀記憶合金。系統(tǒng)研究了不同時(shí)間時(shí)效處理對(duì)合金形狀記憶性、耐磨性及耐腐蝕性的影響,并確定合金獲得最佳形狀記憶性和耐磨性的時(shí)效時(shí)間,對(duì)合金的開發(fā)利用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　應(yīng)用X射線衍射儀(XRD)確定了合

2、金中的物相組成、利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)分析了時(shí)效析出的VN粒子及其分布。分析結(jié)果顯示,Fe-Mn-Si-Cr-Ni-V-N合金在800℃時(shí)效時(shí)晶粒內(nèi)部析出許多細(xì)小的分布均勻的納米尺度的VN粒子,而晶界處析出的VN粒子聚集長(zhǎng)大形成長(zhǎng)條狀化合物。隨著時(shí)效時(shí)間的增加,VN粒子不斷長(zhǎng)大,但是粒子數(shù)量卻不會(huì)持續(xù)增加,16h時(shí)效時(shí)基體中VN粒子數(shù)量幾乎達(dá)到飽和。合金經(jīng)過4~8h時(shí)效處理,其硬度能夠達(dá)到350MPa,比

3、未進(jìn)行時(shí)效處理的250MPa提高了40％左右。8h時(shí)效處理時(shí)析出VN粒子的強(qiáng)化作用最佳,并且VN粒子能為可回復(fù)ε馬氏體提供最佳形核位置,因此合金的形狀記憶性能最佳,回復(fù)率高達(dá)75%(0℃下4%變形,300℃回復(fù))。
　　本文首次研究了含V+N的Fe-Mn-Si合金時(shí)效前后合金耐磨性的變化。結(jié)果表明8h時(shí)效處理時(shí),析出的均勻細(xì)小的VN粒子對(duì)基體的強(qiáng)化作用最為明顯,合金具有最好的耐磨性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)VN粒子的存在一定程度上改變了合金的磨損

4、形式,干磨損時(shí)0h時(shí)效試樣主要發(fā)生黏著磨損,而時(shí)效處理的試樣尤其是8h時(shí)效試樣主要發(fā)生磨粒磨損,而油磨損時(shí)時(shí)效試樣主要發(fā)生磨粒磨損,幾乎不存在黏著磨損。
　　本文首次研究了該合金時(shí)效前后耐腐蝕性的變化。電化學(xué)動(dòng)電位極化與電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)研究表明時(shí)效處理時(shí)VN粒子的析出降低了合金的耐腐蝕性。高溫固溶合金的耐腐蝕性最好,8h、16h和24h時(shí)效試樣基體內(nèi)析出大量的細(xì)小均勻分布的VN粒子,因此在電解液中金屬表面形成了許多由微陰