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《化学成分对铁锰硅合金形状记忆效应的影响_孙广平》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第DO3I3:卷10.1第32285期/j.boyuan.issn0449-749x.1998.05.016钢铁Vol.33,No.51998年5月IRONANDSTEELMay1998*化学成分对铁锰硅合金形状记忆效应的影响孙广平李建忱赵明蒋青宋玉泉(吉林工业大学)摘要研究了三种不同成分的铁锰硅形状记忆合金。结果表明,合金Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni具有较好的形状记忆效应。经训练后,在预变形为4%～9%范围内,相对应变回复率可提高40%左右,绝对应变回复率可达6.2%。关键词铁锰硅合金形状记忆效应化学成分⒇EFF
2、ECTOFCHEMICALCOMPOSITIONONSHAPEMEMORYOFFeMnSiSHAPEMEMORYALLOYSUNGuangpingLIJianchenZHAOMingJIANGQingSONGYuquan(JilinUniversityofTechnology)ABSTRACTThreeFe-Mn-Sishapememoryalloyshavebeenstudied.Theresultsshowthatalloy-3havegoodshapememoryeffect.Bytraining,inthepre-s
3、trainrange4%～9%,therelativerecoverystraincanbeincreasedby40%,theabsoluterecoverystraincanreach6.2%.TheoptimumcompositionofthealloyisFe14Mn6Si9Ci5NiKEYWORDSFeMnSialloy,shapememoryeffect,chemicalcomposition自从Sato等人在铁锰硅合金中发现形状记忆mm×8mm×1.0mm的试样,用于测试形状记忆[1]效应以来,该合金迅速成为人
4、们研究的一个热点,效应。它的主要特点是价格低廉,机械加工性能好。其形状预变形采用弯曲变形,将试样围绕直径为d的[2,3]记忆效应的机制不同于其它形状记忆合金,是由圆柱弯曲180°。预变形量(Xp)=t/d×100%,式中,应力诱发ε马氏体相变的逆转变ε→γ引起的。这类t为试样厚度/mm;d为圆柱直径/mm。合金中,应用前景较好、形状记忆效应较稳定的是铁合金的形状记忆效应可用几个指标来衡量:相锰硅铬镍系合金。其特点是反铁磁转变温度低,在室对应变回复率(fsme),绝对应变回复率(Xα),相对超温下存在降温ε马氏体,且耐腐蚀等。
5、然而在工业应弹性应变(Xse)(包括线弹性应变)。它们的表达式分用中所遇到的一些问题,如合金的化学成分对形状别为记忆效应的影响、提高形状记忆效应的训练方法;绝fsme=θm/(180°-θe)×100%对应变回复率的提高等,尚未取得一致见解。为此,εα=fsmeXp本文对上述几方面问题进行了探讨和分析。Xse=θeXp/180°1试验方法及成分设计式中,θm为回复退火前后的角度差;θe为弯曲变形1.1试验方法卸载前后的角度差。试验合金采用工业纯金属配制,在真空感应电在室温下将试样进行弯曲变形(预变形),然后炉中熔炼。铸锭经1
6、100℃热轧成8mm厚板材,然在600℃进行回复退火处理0.5h,这时试样产生了后进行1200℃×8h均匀化固溶处理,切割成80回复变形,再在室温下将试样矫直为原始直线状,用⒇*机械部和吉林省科委资助项目联系人:孙广平,副教授,长春(130025)吉林工业大学金工教研室·58·1998年第5期夹具压制保持其直线状在600℃保温1h后空冷至形状记忆效应。室温。该过程称为一次训练。上述条件均可通过改变化学成分来加以改善和[6]1.2合金的成分设计调整。锰可以降低Ms,而提高Tn。硅能降低Tn和[6]根据文献[1～5],为了获得较
7、好的形状记忆效奥氏体的层错能,但其含量一般不超过6%,因为应,一般应满足下列条件。硅含量过高将导致合金性能变脆,恶化合金的机械(1)反铁磁转变温度(Tn)应远低于马氏体转变加工性能。通过硅和锰含量的合理搭配,可以调整开始点Ms。这样有利于降低铁基形状记忆合金中奥Tn和Ms。考虑到工业应用所需的耐腐蚀性,加入一氏体的稳定性,从而便于应力诱发ε马氏体的形成。定量的铬和镍来改善耐腐蚀性能。并且铬可以降低(2)奥氏体应有较高的强度,较低的层错能。这Ms和Tn。为了获得适当的Ms,加入铬的同时,要适样有利于合金在较小的变形应力下形成应
8、力诱发ε当降低锰量。为避免由于铬的加入所引起的σ硬脆马氏体,而塑性变形(真实塑性变形)所必需的位错相的出现,需要加入适当的镍。加入钴可以降低层错[4]运动则较难进行。能和Tn,但钴对提高奥氏体强度不利。(3)应力诱发ε马氏体的晶格常数c/a轴比应根据以上分析,本试验共设计了三种不同成分接近
