Fe-Ni-Co基多晶形狀記憶合金的組織與性能研究.pdf

1、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，例如：強(qiáng)度高、塑性好、使用方便、價格低廉等。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價值。本課題運用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、壓縮試驗機(jī)、金相顯微鏡(OM)、以及能譜儀(EDS)等實驗儀器對含有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Fe41.5-xNi30Co18A

2、l10.5Nbx(x=0,1,2,3)合金組織結(jié)構(gòu)與性能的影響，并對不同時效工藝對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溫度下時效處理60 h。隨著時效的進(jìn)行，合金中逐漸析出了細(xì)小點狀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

3、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。當(dāng)Nb元素含量為2%(at.%)時，合金的可恢復(fù)形變、最大抗壓強(qiáng)度均達(dá)到相對最大，可恢復(fù)應(yīng)變最大為14.01%，此時合金的偽彈性達(dá)到最優(yōu)。合金時效態(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，時效態(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.

4、%)時，合金的平均線膨脹系數(shù)相對最小。
　　(2) Fe39.5Ni30Co18Al10.5Nb2合金分別在723 K、873 K和1023 K溫度下時效處理60 h。隨著時效的進(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)變和硬度隨時效溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)時效溫度為873 K時，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

5、、14.01%，535.7 HV；時效溫度為873 K時，合金具有相對最優(yōu)的的偽彈性。時效過程中，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)時效溫度為873 K時，合金的平均線膨脹系數(shù)相對較小。
　　(3)時效工藝對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溫度下分別時效處理20