Ni-Fe-Ga-Co磁性形狀記憶合金的組織結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本文采用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射分析、差示掃描量熱儀以及磁場(chǎng)下的熱重分析和室溫拉伸試驗(yàn)等，研究了Ni-Fe-Ga-Co磁性形狀記憶合金的組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、磁性能以及力學(xué)行為，揭示了合金成分和熱處理工藝對(duì)γ相析出的影響規(guī)律，闡明了γ相增韌的微觀機(jī)制。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，室溫下，鑄態(tài) Ni-Fe-Ga-Co合金顯微組織由馬氏體和γ相兩相組成，γ相數(shù)量隨 Co含量增加而增多。Fe和Co原子在馬氏體相中存在最大飽和度，當(dāng)

2、合金中Fe、Co含量之和超過16 at.％時(shí)，剩余的Fe和Co原子以γ相形式析出。γ相為富 Fe和Co而貧 Ga相，γ相中 Fe、Co原子的最大飽和度約為23 at.%。
　　熱處理工藝對(duì)合金顯微組織有顯著影響。Ni56Fe17Ga27合金經(jīng)過1200℃等溫3h熱處理后，得到單一馬氏體相；在1100-500℃間進(jìn)行等溫?zé)崽幚砗螅w相中有彌散細(xì)小的針狀γ相析出，析出相數(shù)量隨溫度降低不斷增加，到500℃時(shí)有所減少。Ni56Fe17G

3、a25Co2合金在1200-1000℃間等溫?zé)崽幚頃r(shí)，γ相形貌和數(shù)量均無顯著變化；溫度降低到850℃時(shí)，γ相數(shù)量顯著增加；500℃時(shí)γ相數(shù)量有所減少。
　　合金冷卻過程中發(fā)生一步馬氏體相變，生成單斜結(jié)構(gòu)的6M馬氏體。隨著 Co含量增加，馬氏體相變溫度升高。合金具有良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)五次熱循環(huán)后馬氏體相變及逆相變溫度基本保持不變。
　　Co含量對(duì)合金的磁性能有顯著影響。Ni56Fe17Ga27合金在室溫下呈難磁化特征，而N

4、i56Fe17Ga27-xCox(x=2,4,6)合金均呈易磁化特征，隨著Co含量增加，合金的飽和磁化強(qiáng)度增大、居里溫度升高。
　　拉伸試驗(yàn)表明，合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨 Co含量增多呈增大趨勢(shì)。觀察斷口形貌發(fā)現(xiàn)，基體相為解理斷裂，小尺寸的析出相被整體拔出，大尺寸的析出相被拉長(zhǎng)或撕裂，說明γ相有利于改善合金韌性，但增韌效果受到γ相尺寸的影響。通過彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)合金的形狀記憶效應(yīng)，結(jié)果表明，隨Co含量增大，合金的形狀記憶恢復(fù)率下降。