第二相析出对femnsicrni合金形状记忆效应影响机理的研究

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1、第二相析出对FeMnSiCrNi合金形状记忆效应的影响机理研究ResearchofinfluenceofsecondphaseprecipitationonmechanismofshapememoryinanFeMnSiCrNiSMA学科专业：材料学研究生：李康指导教师：董治中研究院天津大学材料科学与工程学院二零一二年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

2、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要目前，第二相析出型铁锰硅基免训练形状记忆合金成为形状记忆合金的研究热点。本文选取碳化物为第二

3、相析出粒子，研究不同碳化物粒子类型、大小、形态等析出特性，探讨时效提高记忆效应的的内在机理。考虑到合金的耐蚀性要求，本文设计了四种耐蚀铁基记忆合金，其合金成分为：(1)Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-0.1C(2)Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-1.4NbC(3)Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-0.5VC(4)Fe-14Mn-3Si-9Cr-5Ni-0.5NbC。通过OM、SEM、TEM对合金微观组织进行观察表征。利用XRD对高铌合金相组成进行分析。采用弯曲法用自制仪器测量合金记忆性能。通过研究合金热处理工艺对四种合金微观组织、记忆性能及硬

4、度的影响，探究各影响因素对记忆性能的影响机理。鉴于Ms温度对形状记忆合金的重要性，本文对BP神经网络预测Ms的方法进行了评估。经过评估，发现BP网络对Ms预测具有较好结果。网络经训练后，对Ms预测绝对误差在20℃以内。记忆性能测试表明，Ms温度是影响合金记忆性能的重要因素，在Ms温度略低于变形温度时可获得较优异的记忆性能。本研究首次发现2号含有较多碳+铌的合金中，出现了高温铁素体相，且高温铁素体的存在并未降低合金记忆性能，甚至有轻微的提高作用。这对今后合金设计是一个有益参考。对低硅试样，虽引入碳化铌粒子，但其形状记忆性能仍很差，850℃时效2h后4%变形回复率仅为

5、20%，显示一定Si含量对合金记忆性能的必要性。时效大幅提高合金的记忆性能，如2号含NbC试样1100℃固溶后经750℃时效2h后，回复率由36%提高至63%。时效时间对含碳化铬合金与含碳化铌合金的影响趋势近似，随时效时间的延长，合金记忆性能均先提高后降低。显微观察显示，随时效时间延长，碳化铌粒子的尺寸由几十纳米长至几百纳米，粒子数目先迅速增多，后基本不变，略有减少。TEM结果分析表明碳化铌粒子为正八面体形貌。对于含碳化铬合金，显微硬度测试显示，随时效时间的延长，硬度先增大后减小，与记忆性能变化趋势一致，可能与碳化铬形核后快速长大的趋势有关。虽然碳化铌与碳化铬对基

6、体的强化及记忆效果不同，但两类粒子对记忆性能的影响主要有两方面，一方面第二相粒子对基体强化作用提高形状记忆性能，另一方面粒子析出减弱了碳在基体中的固溶强化作用并影响Ms温度。关键词：铁基形状记忆合金BP网络碳化铌碳化铬形状记忆效应ABSTRACTFeMnSibasedshapememoryalloyscontainingsecondaryphaseparticlesimprovesmemorypropertyremarkablyandhavebeendrawingmuchattention.Carbideswerechoseassecondaryphasepart

7、iclestoinvestigateinternaleffectmechanismofcarbidetype,size,shapeanddistributiononshapememory.Takingintoaccounttherequirementsofthecorrosionresistanceofthealloy,fourkindsofalloycompositionsweredesigned,respectively(1)Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-0.1C(2)Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-1.4NbC(3)Fe-14Mn-6Si-

8、9Cr-5