Ru基高溫形狀記憶合金的馬氏體相變與應(yīng)變恢復(fù)特性.pdf

1、本文采用光學(xué)顯微觀察、透射電子顯微觀察、示差掃描量熱分析、X射線衍射和壓縮實驗等手段，系統(tǒng)研究了Ru基高溫形狀記憶合金的馬氏體相變和應(yīng)變恢復(fù)特性，闡明了馬氏體微觀組織在壓縮變形中的演化規(guī)律及其與應(yīng)變恢復(fù)特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，研究了Fe元素對Ru-Nb合金相變和力學(xué)性能的影響規(guī)律，揭示了摻Fe改善斷裂韌性的微觀機制。
　　研究結(jié)果表明合金成分對Ru基合金的相變有顯著影響，Ru50Ta50、Ru53Nb47和Ru50Nb50合金在冷卻時

2、發(fā)生β→β′→β″兩步馬氏體相變，室溫形成具有單斜結(jié)構(gòu)的β″馬氏體；而Ru54Ta46、Ru45Ta55和Ru45Nb55合金馬氏體冷卻時只發(fā)生β→β′一步馬氏體相變，室溫形成具有正方結(jié)構(gòu)的β′馬氏體；在Ru(50-x)Nb50Fex(X=3.5、7、14)合金中觀察到了β→β′→β″兩步馬氏體相變，馬氏體相變溫度隨Fe含量的增加而降低。室溫壓縮變形使Ru基合金馬氏體逆轉(zhuǎn)變溫度升高，相變滯后增寬。
　　透射電鏡觀察證實，Ru基高溫

3、記憶合金室溫β′和β″馬氏體變體呈三角狀或楔狀等自協(xié)作組態(tài)，變體間界面平直，馬氏體亞結(jié)構(gòu)為(101)I型孿晶。室溫壓縮變形對馬氏體組織形態(tài)有顯著影響。形變量較小時，馬氏體變體因擇優(yōu)取向而粗化；隨形變量的增大，變體間呈擠碰和交叉形貌，變體間界面共格性遭到破壞，界面變得紊亂，變體內(nèi)部出現(xiàn)位錯；隨形變量的進(jìn)一步增大，馬氏體變體失去自協(xié)作組態(tài)，大都形成單一變體，變體內(nèi)部位錯密度增加且形成纏結(jié)組態(tài)。
　　Ru基記憶合金的馬氏體類型不同，應(yīng)變

4、恢復(fù)特性差異很大。β′馬氏體在室溫壓縮變形后加熱，伴隨β′→β轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)一步應(yīng)變恢復(fù)；而β″馬氏體變形后加熱，伴隨β″→β′→β兩步逆相變發(fā)生兩步應(yīng)變恢復(fù)，對應(yīng)于β′→β轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的可逆應(yīng)變大于對應(yīng)于β″→β′轉(zhuǎn)變的可逆應(yīng)變。
　　摻Fe改善了Ru-Nb合金的形狀記憶效應(yīng)，Ru50Nb50的最大可完全恢復(fù)應(yīng)變?yōu)?％，而Ru43Nb50Fe7的最大可完全恢復(fù)應(yīng)變達(dá)2.5%。
　　適量Fe元素的加入降低了Ru-Nb合金的室溫壓縮強度