本文關(guān)鍵詞：Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)及耐腐蝕性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Fe-Mn-Si系形狀記憶合金具有價格低廉、成型加工性能好、力學(xué)性能好、相變點高、熱滯大等優(yōu)點,但是,與Ni-Ti形狀記憶合金相比,其形狀記憶效應(yīng)相對較低,耐腐蝕性能差,這就成為其應(yīng)用發(fā)展的一大障礙。實際應(yīng)用中,記憶合金的使用環(huán)境復(fù)雜多變,這就導(dǎo)致在選擇形狀記憶合金的時候,還必須考慮被使用狀態(tài)的耐腐蝕性能。為了提高Fe-Mn-Si系形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng),本文利用固溶處理、快速凝固、熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練對Fe-Mn-Si系形狀記憶合金進(jìn)行處理,通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射研究了固溶處理、快速凝固、熱-機(jī)械循環(huán)對Fe-Mn-Si系形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)的影響規(guī)律及其機(jī)制,同時,研究了尺寸效應(yīng)對形狀記憶效應(yīng)的影響規(guī)律。通過電化學(xué)腐蝕實驗、失重法研究了多種狀態(tài)下的Fe-Mn-Si系形狀記憶合金耐腐蝕性能,結(jié)果表明：(1)Fe-Mn-Si系合金形狀記憶效應(yīng)隨著固溶溫度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢,最優(yōu)固溶溫度為973K,研究認(rèn)為,低溫段時Fe-Mn-Si系合金形狀記憶效應(yīng)升高主要因為晶粒形態(tài)變化導(dǎo)致應(yīng)力誘發(fā)ε-馬氏體生長阻力減��；后期形狀記憶效應(yīng)下降因為晶粒長大及第二相溶解。(2)快速凝固可以顯著細(xì)化Fe-Mn-Si系形狀記憶合金晶粒,鑄態(tài)晶粒直徑約60 μ m,經(jīng)過快速凝固后的晶粒直徑約為20 μ m�？焖倌炭梢栽阼T態(tài)基礎(chǔ)上顯著提高Fe-Mn-Si系形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng),且各種預(yù)變形量下,快速凝固材料形狀記憶效應(yīng)都高于鑄態(tài)材料。但不同預(yù)變形量情況下,形狀記憶效應(yīng)提高比例不一,低預(yù)變形情況下,形狀記憶效應(yīng)提高幅度約為24%；高預(yù)變形情況下,提高幅度顯著增加,約提高160%左右。分析認(rèn)為,快速凝固處理提高Fe-Mn-Si系合金形狀記憶效應(yīng)主要因為快速凝固樣品有更多的晶界、層錯以及更高的基體強(qiáng)度,從而產(chǎn)生了更多的應(yīng)力誘發(fā)ε-馬氏體。(3)熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練次數(shù)對鑄態(tài)、快速凝固材料的形狀記憶效應(yīng)影響一致。訓(xùn)練次數(shù)對兩種狀態(tài)Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶的效應(yīng)影響基本呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,訓(xùn)練兩次的效果最好,且高低預(yù)變形條件下均如此。鑄態(tài)Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)最高可達(dá)到38%左右,快速凝固態(tài)可達(dá)55%左右。分析認(rèn)為,熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練能提高形狀記憶效應(yīng)主要源于訓(xùn)練過程中產(chǎn)生了層錯這類有利于產(chǎn)生更多應(yīng)力誘發(fā)ε-馬氏體的缺陷。(4)相同預(yù)變形量情況下,樣品尺寸越大,形狀記憶效應(yīng)越低。研究發(fā)現(xiàn),這種現(xiàn)象主要源于相同預(yù)變形情況下,大尺寸樣品發(fā)生了更多的應(yīng)力誘發(fā)ε-馬氏體交叉。相同尺寸樣品的形狀記憶效應(yīng)隨著預(yù)變形量的增加而降低,這主要源于塑性變形的增加。(5)與鑄態(tài)Fe-Mn-Si系形狀記憶合金相比,快速凝固材料在HCl溶液中的耐腐蝕性能相對較好,NaOH溶液中的耐腐蝕性能相對較差。軋制狀態(tài)的Fe-Mn-Si系形狀記憶合金在NaOH溶液中的耐腐蝕性能好于HC1溶液中的耐腐蝕性能,且在每種腐蝕液中,高濃度下的耐腐蝕性均相對較低。熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練后的記憶合金耐腐蝕性能低于未經(jīng)過訓(xùn)練的合金,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,合金在5%NaOH溶液中的耐腐蝕性能呈下降趨勢。高溫高壓腐蝕環(huán)境中,Fe-Mn-Si系形狀記憶合金的耐腐蝕性能高于304不銹鋼,且隨著溫度的增加,其耐腐蝕性能變化沒有304不銹鋼變化大。
【關(guān)鍵詞】：Fe-Mn-Si系形狀記憶合金 形狀記憶效應(yīng) 尺寸效應(yīng) 固溶處理 快速凝固 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練 耐腐蝕性
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 記憶合金概述9
• 1.2 Fe-Mn-Si系合金記憶效應(yīng)的影響因素9-11
• 1.2.1 預(yù)存α’馬氏體9-10
• 1.2.2 細(xì)晶作用10
• 1.2.3 晶界強(qiáng)化10
• 1.2.4 第二相析出10-11
• 1.2.5 層錯、位錯11
• 1.2.6 化學(xué)成分11
• 1.2.7 馬氏體的取向11
• 1.3 Fe-Mn-Si系合金記憶效應(yīng)提高方法11-17
• 1.3.1 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練11-15
• 1.3.2 時效處理15-16
• 1.3.3 快速凝固16-17
• 1.3.4 固溶處理17
• 1.4 本文研究目的、意義、主要內(nèi)容和技術(shù)路線17-21
• 1.4.1 研究目的17-18
• 1.4.2 研究意義18
• 1.4.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線18-21
• 第2章 材料制備及試驗方法21-27
• 2.1 原材料制備21
• 2.2 樣品制備21-23
• 2.2.1 尺寸效應(yīng)樣品及固溶樣品制備21-22
• 2.2.2 快速凝固樣品制備22
• 2.2.3 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練樣品制備22
• 2.2.4 軋制樣品制備22-23
• 2.3 回復(fù)率測試23-24
• 2.4 耐腐蝕性能測試24
• 2.5 組織結(jié)構(gòu)分析24-27
• 2.5.1 光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡分析24-25
• 2.5.2 X射線衍射分析25-26
• 2.5.3 透射電鏡分析26-27
• 第3章 尺寸效應(yīng)和固溶處理對Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的影響27-31
• 3.1 尺寸效應(yīng)對Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的影響27-28
• 3.2 固溶溫度對Fe-Mn-Si系形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的影響28-29
• 3.3 本章小結(jié)29-31
• 第4章 快速凝固對Fe-Mn-Si系合金組織、記憶效應(yīng)影響31-37
• 4.1 快速凝固對顯微組織的影響分析31-33
• 4.2 快速凝固對Fe-Mn-Si系合金形狀記憶效應(yīng)的影響33-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第5章 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練對Fe-Mn-Si系合金記憶效應(yīng)的影響37-46
• 5.1 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練次數(shù)對形狀記憶效應(yīng)的影響37-39
• 5.2 熱-機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練預(yù)變形量對形狀記憶效應(yīng)的影響39-44
• 5.3 本章小結(jié)44-46
• 第6章 Fe-Mn-Si系記憶合金耐腐蝕性能研究46-54
• 6.1 快速凝固對Fe-Mn-Si系記憶合金耐腐蝕性能的影響46-48
• 6.2 軋制Fe-Mn-Si系記憶合金耐腐蝕性能研究48-49
• 6.3 熱-機(jī)械循環(huán)對Fe-Mn-Si系記憶合金耐腐蝕性能的影響49-52
• 6.4 高溫下鑄態(tài)Fe-Mn-Si系記憶合金耐腐蝕性能研究52-53
• 6.5 本章小結(jié)53-54
• 第7章 結(jié)論54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位論文期間發(fā)表的論文及科研成果59

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本文編號：280128