Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)力自適應(yīng)特性和力學(xué)行為.pdf

1、Fe-Mn-Si形狀記憶合金在受到外部機械力作用時，通過應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變及其貢獻的附加變形來適應(yīng)外界宏觀應(yīng)力的變化，這種特性稱為應(yīng)力自適應(yīng)特性。 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)力自適應(yīng)特性與力學(xué)性能之間具有緊密的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，雖然該合金的硬度較低，但在一定的條件下卻具有良好的耐磨性、良好的抗應(yīng)變、應(yīng)力疲勞特性，主要原因是該合金具有應(yīng)力自適應(yīng)特性。出現(xiàn)這種特性的主要原因是它具有的不全位錯的可逆運動和相變偽彈性。應(yīng)力自適應(yīng)特性

2、受以下因素的影響：(1) 應(yīng)力、應(yīng)變值的大小；(2) 溫度的高低；(3) 合金本身各種成分的含量及其組合。 通過滑動摩擦磨損試驗和應(yīng)變疲勞試驗研究了4種不同成分的Fe-Mn-Si形狀記憶合金的耐磨性及其應(yīng)變疲勞特性；使用該合金制造了某汽車變速器中的惰輪并進行了復(fù)雜應(yīng)力作用下的疲勞試驗；設(shè)計制造了壓力試件并進行了壓縮試驗；借助X射線衍射定性定量分析(XRD)、電子掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察等手段研究了該合金的摩擦磨

3、損和疲勞過程中的相變機制及其微觀機理。 研究發(fā)現(xiàn)，干摩擦?xí)r，F(xiàn)e-Mn-Si形狀記憶合金具有一般奧氏體材料的摩擦磨損特性，磨損機理為粘著磨損；油潤滑時，該合金具有良好的摩擦磨損特性，磨損機理為磨粒磨損，其磨損量不隨著載荷的增加而增大，而是存在一個較佳載荷，在這個載荷下，磨損量最小。 Fe-Mn-Si形狀記憶合金具有良好的應(yīng)變疲勞特性，在應(yīng)變幅值±3％時的彎曲循環(huán)疲勞壽命可達1302次，遠遠高于不銹鋼在相同條件下的80次；

4、在應(yīng)變幅值±1.5％時的拉壓循環(huán)疲勞壽命達到1300次，遠遠高于U71Mn重軌鋼在相同條件下的120次。該合金彎曲疲勞斷裂后的ε馬氏體含量幾乎占到100％，斷口類型為準解理斷裂。 XRD分析、SEM和TEM觀察表明，油潤滑磨損、彎曲循環(huán)以及拉壓循環(huán)時該合金的應(yīng)力自適應(yīng)特性導(dǎo)致出現(xiàn)了γ→ε馬氏體正逆相變，降低了應(yīng)力集中，抑制了塑性滑移變形，降低了微裂紋的形成和擴展速度從而提高了耐磨性和疲勞壽命等力學(xué)性能。 Fe-Mn-Si