Co-Ni-Ga鐵磁形狀記憶合金的相平衡及其定向生長(zhǎng).pdf

1、Co-Ni-Ga合金是近年來新發(fā)現(xiàn)的一類鐵磁形狀記憶合金，因其良好的韌性和優(yōu)越的雙程形狀記憶效應(yīng)而備受矚目。目前的研究，主要集中于馬氏體相變和磁性能方面，對(duì)相平衡特別是對(duì)于第二相的存在范圍、形態(tài)及其對(duì)合金整體性能的影響仍知之甚少。 本文系統(tǒng)研究了寬成分范圍Co-Ni-Ga合金的高溫平衡相組織和低溫時(shí)效組織，在此基礎(chǔ)上研究第二相對(duì)合金馬氏體相變、力學(xué)性能和形狀記憶效應(yīng)的影響。此外，利用液態(tài)金屬冷卻定向凝固技術(shù)制備擇優(yōu)取向的 Co-

2、Ni-Ga 合金，研究了晶體生長(zhǎng)過程中的擇優(yōu)取向和組織變化。 成分變化對(duì)Co-Ni-Ga合金的鑄態(tài)組織和熱處理組織均有顯著影響，γ相隨Ga含量的升高而減少，而相圖中遠(yuǎn)離Co端合金在1073K淬火或573K時(shí)效后能夠析出有序γ'相。受固相擴(kuò)散和基體錯(cuò)配度等因素影響，γ'相在不同成分的Co-Ni-Ga合金中呈現(xiàn)三種析出形態(tài)，即棒狀層片、針狀和立方塊狀。Co-Ni-Ga系合金等溫截面相圖的平衡相分布及相區(qū)隨溫度變化的規(guī)律類似于Ni-A

3、l基合金相圖。利用所得相圖相界，并結(jié)合等電子濃度線，得到了一個(gè)對(duì)Co-Ni-Ga合金系成分設(shè)計(jì)指導(dǎo)價(jià)值的“室溫鐵磁性單相馬氏體”成分范圍。 隨熱處理保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，γ相析出增多，導(dǎo)致Co44Ni26Ga30合金的馬氏體相變溫度顯著降低。Γ相的引入顯著改善了Co-Ni-Ga合金的韌性，但損害了合金的形狀記憶效應(yīng)。通過適當(dāng)?shù)臒釞C(jī)械訓(xùn)練可以減少Co44Ni26Ga30合金的壓縮殘余應(yīng)變，大幅提高合金的形狀記憶回復(fù)能力，最大形狀回復(fù)率高

4、達(dá)93％。 采用液態(tài)金屬冷卻定向凝固方法,在溫度梯度為250K/cm，晶體生長(zhǎng)速度為0.9mm/min時(shí)，成功制備出具有完全<110>取向且存在單變體馬氏體的Co44Ni26Ga30取向晶體；當(dāng)生長(zhǎng)速度提高至9mm/min后，合金試樣為<111>＋<001>＋<110>混合取向。EDS結(jié)果表明，定向晶體在穩(wěn)定生長(zhǎng)區(qū)軸向成分比較均勻，無明顯宏觀偏析存在。采用此方法能夠獲得比較長(zhǎng)的穩(wěn)定的馬氏體單變體區(qū)，這為制備鐵磁形狀記憶合金取向多