本文關(guān)鍵詞：Fe-Ni-Co基多晶形狀記憶合金的組織與性能研究

  更多相關(guān)文章： Fe-Ni-Co基形狀記憶合金 時(shí)效時(shí)間 時(shí)效溫度 可恢復(fù)應(yīng)變 偽彈性 硬度 熱膨脹 抗壓強(qiáng)度

【摘要】：Fe基形狀記憶合金與Ni-Ti基和Cu基合金相比,具備很多特殊的優(yōu)點(diǎn),例如:強(qiáng)度高、塑性好、使用方便、價(jià)格低廉等。所以在形狀記憶合金的應(yīng)用領(lǐng)域中具有特別重要的研究?jī)r(jià)值。本課題運(yùn)用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、壓縮試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡(OM)、以及能譜儀(EDS)等實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)含有Nb元素的新型Fe基多晶形狀記憶合金—Fe-Ni-Co基形狀記憶合金的組織與性能進(jìn)行了研究,研究了Nb元素的含量對(duì)Fe41.5-xNi30Co18Al10.5Nbx(x=0,1,2,3)合金組織結(jié)構(gòu)與性能的影響,并對(duì)不同時(shí)效工藝對(duì)Nb元素含量為2%(at.%)的Fe-Ni-Co基形狀記憶合金的組織結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明:(1)不同Nb元素含量的Fe41.5-xNi30Co18Al10.5Nbx形狀記憶合金在873 K溫度下時(shí)效處理60 h。隨著時(shí)效的進(jìn)行,合金中逐漸析出了細(xì)小點(diǎn)狀γ'相和β相,γ'相的析出強(qiáng)化了奧氏體母相,β相的析出降低了合金的塑性。Nb元素可以細(xì)化晶粒,提高合金的強(qiáng)度。隨著Nb元素含量的增加,合金的可恢復(fù)的應(yīng)變、最大抗壓強(qiáng)度、均呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。當(dāng)Nb元素含量為2%(at.%)時(shí),合金的可恢復(fù)形變、最大抗壓強(qiáng)度均達(dá)到相對(duì)最大,可恢復(fù)應(yīng)變最大為14.01%,此時(shí)合金的偽彈性達(dá)到最優(yōu)。合金時(shí)效態(tài)的硬度隨Nb元素含量的增加先增大后減小,當(dāng)Nb的含量為2%(at.%)時(shí),時(shí)效態(tài)的硬度最大為535.7 HV。添加Nb元素可以使合金的平均熱膨脹系數(shù)降低,當(dāng)Nb元素含量為2%(at.%)時(shí),合金的平均線膨脹系數(shù)相對(duì)最小。(2)Fe39.5Ni30Co18Al10.5Nb2合金分別在723 K、873 K和1023 K溫度下時(shí)效處理60 h。隨著時(shí)效的進(jìn)行,合金中逐漸析出了γ'相和β相;從偽彈性和硬度隨時(shí)效溫度變化曲線可以看出,合金的最大抗壓強(qiáng)度、可恢復(fù)應(yīng)變和硬度隨時(shí)效溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)時(shí)效溫度為873 K時(shí),合金的抗壓強(qiáng)度、可恢復(fù)應(yīng)變均和硬度值都達(dá)到最大值,分別為1818.9 MPa、14.01%,535.7 HV;時(shí)效溫度為873 K時(shí),合金具有相對(duì)最優(yōu)的的偽彈性。時(shí)效過程中,析出相γ'相和β相的形態(tài)以及大小都可以改變合金的平均線膨脹系數(shù)。當(dāng)時(shí)效溫度為873K時(shí),合金的平均線膨脹系數(shù)相對(duì)較小。。(3)時(shí)效工藝對(duì)Fe39.35Ni30Co18Al10.5Nb2B0.15形狀記憶合金的組織結(jié)構(gòu)和性能影響顯著。Fe39.35Ni30Co18Al10.5Nb2B0.15合金在873 K溫度下分別時(shí)效處理20 h、45 h、60 h、72 h。時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)有助于提高合金的可恢復(fù)應(yīng)變、最大抗壓強(qiáng)度和硬度值,但時(shí)效時(shí)間增加到一定值后三者又會(huì)呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。時(shí)效時(shí)間為60 h時(shí),三者均達(dá)到最大值,分別為:10.76%、1239.05 MPa、496 HV;此時(shí)合金的具有相對(duì)最優(yōu)的偽彈性。
【關(guān)鍵詞】：Fe-Ni-Co基形狀記憶合金 時(shí)效時(shí)間 時(shí)效溫度 可恢復(fù)應(yīng)變 偽彈性 硬度 熱膨脹 抗壓強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG139.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 前言9-10
• 1.2 形狀記憶合金概述10-14
• 1.2.1 馬氏體相變10-11
• 1.2.2 形狀記憶效應(yīng)11-14
• 1.3 Fe基形狀記憶合金概述14-18
• 1.3.1 Fe基形狀記憶合金的馬氏體相變及其分類14-17
• 1.3.2 Fe-Ni-Co基形狀記憶合金研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 多晶樣品的制備和研究方法20-24
• 2.1 多晶樣品的制備20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要設(shè)備20
• 2.1.2 多晶樣品的制備20-21
• 2.2 性能表征及測(cè)試方法21-24
• 2.2.1 顯微組織分析21-22
• 2.2.2 X射線衍射分析22
• 2.2.3 偽彈性性能測(cè)試22
• 2.2.4 熱膨脹性能測(cè)試22-23
• 2.2.5 硬度的測(cè)試23-24
• 第三章 Nb含量對(duì)Fe_(41.5-x)Ni_(30)Co_(18)Al_(10.5)Nb_x形狀記憶合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響24-37
• 3.1 引言24-25
• 3.2 試樣的制備25
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析25-36
• 3.3.1 Nb含量對(duì)鑄態(tài)合金微觀組織的影響25-26
• 3.3.2 Nb含量對(duì)固溶態(tài)合金組織與性能的影響26-29
• 3.3.2.1 Nb含量對(duì)固溶態(tài)合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)的影響26-28
• 3.3.2.2 Nb含量對(duì)固溶態(tài)合金硬度的影響28-29
• 3.3.3 Nb含量對(duì)時(shí)效態(tài)合金組織與性能的影響29-36
• 3.3.3.1 Nb含量對(duì)時(shí)效態(tài)合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)的影響29-31
• 3.3.3.2 Nb含量對(duì)時(shí)效態(tài)合金偽彈性的影響31-34
• 3.3.3.3 Nb含量對(duì)時(shí)效態(tài)合金的平均熱膨脹系數(shù)的影響34
• 3.3.3.4 Nb含量對(duì)時(shí)效態(tài)合金硬度的影響34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 時(shí)效工藝對(duì)Fe_(39.5)Ni_(30)Co_(18)Al_(10.5)Nb_2形狀記憶合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 試樣的制備37-38
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-44
• 4.3.1 合金的物相與組織結(jié)構(gòu)分析38-40
• 4.3.2 時(shí)效工藝對(duì)合金偽彈性的影響40-42
• 4.3.3 時(shí)效工藝對(duì)合金的平均熱膨脹系數(shù)的影響42-43
• 4.3.4 時(shí)效工藝對(duì)合金硬度的影響43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 時(shí)效工藝對(duì)Fe_(39.35)Ni_(30)Co_(18)Al_(10.5)Nb_2B_(0.15)形狀記憶合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 試樣的制備45-46
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析46-52
• 5.3.1 合金的物相與組織結(jié)構(gòu)分析46-49
• 5.3.2 時(shí)效工藝對(duì)合金偽彈性的影響49-51
• 5.3.3 時(shí)效工藝對(duì)合金硬度的影響51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第六章 結(jié)論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士期間的研究成果59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 肖恩忠;;形狀記憶合金的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];工具技術(shù);2005年12期

2 陳世鎮(zhèn);關(guān)長(zhǎng)斌;康大韜;宮延生;劉金玉;;Nb在γ相沉淀強(qiáng)化型Ni-Cr-Al-Ti系高溫合金中的作用[J];金屬學(xué)報(bào);1984年06期

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本文編號(hào)：848006