马氏体相变

摘要： 基于试验得到的显微组织建立了7Mn钢的代表性体积单元(RVE)模型,采用ABAQUS软件对温轧和不同温度(600~630°C)退火后7Mn钢在单轴拉伸过程中的组织演变和应力、应变分布进行模拟,并与试验结果进行对比。结果表明:当残余奥氏体沿着拉伸方向分布时,更容易发生协同变形,从而缓解铁素体中的应变集中,使体系处于较高的应力状态;在600°C退火后残余奥氏体稳定性较高,均匀塑性变形结束时仅有部分残余奥氏体转变为马氏体,而630°C退火后拉伸时残余奥氏体大部分转变为马氏体,模拟得到残余奥氏体含量与试验结果相吻合,相对误差小于5%,验证了基于RVE模型模拟组织演变的准确性;在615,630°C退火后,模拟得到应力-应变曲线与试验结果吻合较好,相对误差小于5%,验证了基于RVE模型模拟单轴拉伸行为的准确性,但在600°C退火后,由于各相本构模型未考虑到细晶强化和固溶强化作用,导致模拟结果与试验结果存在较大偏差。

摘要： 采用电弧熔炼和熔体快淬工艺,制备了Ni50Mn33In10Ga7 3~5 mm宽的金属条带。采用X-射线衍射,差示扫描量热分析和磁性测量对材料的相变和磁热效应进行了系统的分析。研究结果表明,该条带在室温下属于立方奥氏体相。随着温度的降低,样品首先经历了从顺磁性奥氏体到铁磁性奥氏体的二级相变,随后是铁磁性奥氏体到弱磁性马氏体的一阶转变。并且观察到马氏体结束温度随磁场的增加逐渐向低温偏移。此外,根据Maxwell方程,计算了样品在马氏体相变及奥氏体居里温度转变的磁熵变。在5T的磁场变化下,同时观察到−4.2 Jkg∙K的负熵变化和3.8 Jkg∙K的正熵变化。

摘要： 系统研究了冷却方式、时效温度对60NiTi合金硬度和组织的影响,结果表明:相比于退火处理试样,正火或淬火处理能显著提高合金的硬度;正火试样300°C时效处理能进一步提高合金硬度,而400,500,600°C时效处理使合金硬度降低,其中600°C时效处理合金硬度下降最显著;通过正火+300°C时效处理后合金的硬度由铸态试样的31 HRC提高到60 HRC。金相与X射线衍射(XRD)结果表明,正火和淬火处理后的60NiTi合金晶粒中没有粗大针状析出相形成。获得均匀细小的组织并避免Ni_(4)Ti_(3)相在冷却及时效过程中粗化并转变成Ni_(3)Ti相是得到高硬度60NiTi合金的关键。

摘要： 基于仿真模拟软件SYSWELD,建立了P91钢材料属性数据库,设计开发了考虑马氏体相变的“热-冶金-力学”耦合计算方法,采用热循环曲线法对P91钢平板对接接头残余应力场进行数值模拟仿真分析。参照原始焊接工艺方案进行上下0.5 mm/s焊接速度的调整,并进行残余应力仿真计算。结果表明,马氏体相变能抵消焊缝热收缩时产生的拉应力。后道焊缝焊接过程中施加的热载荷对前道焊缝应力变化和平板角变形有着显著的影响。考虑后道焊缝焊接过程中施加的热载荷对前道焊缝组织变化的影响时,焊接接头整体的拉应力大幅度下降,热影响区的拉应力上升,角变形起缓和作用。焊接速度越大,Von Mises残余应力和横向残余应力越大,纵向残余压应力越小。

摘要： 选择双相韧化的Ni-Mn-Ga-Ti高温形状记忆合金为研究对象.制备了淬火态Ni_(55)Mn_(25)Ga_(18)Ti_(2)高温形状记忆合金,并对其在室温至480°C之间进行高达500次的相变热循环,获得了5,10,50,100和500次热循环态样品.采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、同步热分析仪及室温压缩等实验方法,研究了淬火态和热循环态合金样品的微观组织、相变行为、力学及记忆性能,进而分析其热循环稳定性.研究结果表明:经500次循环后,Ni_(55)Mn_(25)Ga_(18)Ti_(2)合金相结构和显微组织未发生明显变化,均为由非调制四方结构的板条马氏体相和面心立方富Ni的γ相组成的双相结构;随着循环次数增加,马氏体相变温度几乎不变,逆马氏体相变温度和相变滞后在循环5次后趋于稳定;抗压强度及压缩变形率波动幅度较小;形状记忆性能下降,但形状记忆应变仍保持在1.4%以上;Ni_(55)Mn_(25)Ga_(18)Ti_(2)高温形状记忆合金显示出良好的热循环稳定性.

摘要： 在常温下对SUS301L-MT不锈钢进行了应变速率为0.0005 s^(-1)的准静态和0.1~500 s^(-1)的动态拉伸试验,基于经典J-C模型拟合得到其应力-应变曲线,通过最大拟合优度和匹配优度确定应变速率敏感系数,对经典J-C本构模型的模拟准确性进行分析;引入动态放大模量确定马氏体相变强化和绝热温升软化的临界应变,对J-C模型进行修正,并对修正模型的拟合结果进行了验证。结果表明:经典J-C本构模型无法准确描述试验钢在高应变速率塑性变形时的马氏体相变强化效应和绝热温升软化效应;修正后的J-C本构模型可准确描述应变速率在0.0005~500 s^(-1)时试验钢的力学行为,其匹配优度高达0.985,表明该模型合理有效。

摘要： 本文通过添加Sn元素来取代Ga元素,制备了Ni_(57)Mn25Ga_(18-x)Sn_(x)(x=0,1,2,4)系列形状记忆合金,研究Sn合金化对Ni-Mn-Ga高温形状记忆合金微观组织和马氏体相变的影响。结果表明:Ni_(57)Mn25Ga_(18-x)Sn_(x)(x=0,1,2,4)合金基体为单一非调制四方结构的板条状马氏体相,随Sn含量的增加,无新相析出,马氏体板条变宽大,晶粒尺寸增大,马氏体相变的转变温度和逆转变温度均下降,相变滞后增大。

摘要： β钛合金具有良好的力学性能、高耐蚀性以及优异的生物相容性,在生物医用材料领域备受关注。β钛合金的超弹性归因于应力诱发的β→α"马氏体相变及其逆转变。阐述了影响β钛合金超弹性的因素,归纳了提高合金超弹性的方法。通过添加合金元素调整相变温度和滑移临界应力使得应力诱发马氏体相变更易发生,延迟β相塑性变形的发生,能够获得更大的相变应变和超弹性回复。通过优化热处理工艺和加工方法调控合金的相组成、晶粒尺寸、位错密度和织构等,也可提高合金的可回复应变,增强合金的超弹性。

摘要： NiTi形状记忆合金具有优良的形状记忆效应、超弹性、生物相容性、抗阻尼性能、抗腐蚀性能及综合力学性能,为了扩展其在智能开发中的应用,NiTi合金与其他综合性能良好的结构材料的连接备受关注。采用电磁脉冲焊连接NiTi/6061铝合金,利用光学显微镜(OM)以及扫描电镜(SEM)分析了不同热处理状态(T6态和完全退火态)和放电能量对母材及焊接接头微观组织的影响,利用DSC分析不同放电能量下NiTi合金的形状记忆效应。结果表明,完全退火处理有利于6061铝合金与NiTi的连接,电磁脉冲焊界面区厚度小于5μm,对NiTi合金的形状记忆效应影响较小。

摘要： 采用电弧炉熔炼法制备了Ni_(45)Co_(5)Mn_(37.5−x)In_(12.5)Cr_(x)合金铸锭,研究了用Cr部分替代Mn对Ni_(45)Co_(5)Mn_(37.5)In_(12.5)磁性形状记忆合金的显微组织、马氏体相变、力学性能的影响。结果表明,由于价电子浓度的减小,Cr替代Mn使得马氏体相变温度明显降低,随着Cr替代量增大,马氏体结构从单斜14M结构转变为10M结构,在Cr替代量较高的合金中观察到颗粒状和长条状富Cr析出物。替代量x=3的样品,其颗粒状和长条状析出物在合金内部均匀分布,未掺杂合金的抗压强度为130 MPa,而x=3的合金抗压强度达到了881 MPa,压缩实验表明掺杂Cr元素能显著提高Ni-Co-Mn-In合金的力学性能。

摘要： 本文中,研究了Pd-In-Fe多晶合金的微观结构、马氏体相变和弹热效应.该新型磁性形状记忆合金的相组成和微观形貌与Fe元素含量密切相关.成分为Pd59.3In23.2Fe17.5的合金在室温下是单相奥氏体结构,在80MPa的低临界应力驱动力下转变为单相马氏体结构,获得的最大弹热制冷温变为5.4K.另外,发现机械训练即多次应力加载和卸载循环能够明显减小该材料的临界相变驱动力.同时其无毒性元素的组成、良好的韧性和可调控的相变温度等优势使得Pd-In-Fe Heusler合金成为弹热制冷的候选材料之一.

摘要： 通过控制真空感应熔炼结束时加热功率的降低速率来调整Ni47Ti44Nb9合金的凝固冷却速度,采用光学显微镜(OM)以及高分辨扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究了不同冷却速度下合金的微观组织特征,并利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对比分析了各组材料中的主要组成相以及马氏体相变特征.研究结果表明,凝固过程的冷却速度对合金微观组织和相变行为均具有明显影响,较快的冷却速度有利于获取细小的枝晶组织、减少合金中的β-Nb相,并可在一定程度上提高Nb在NiTi相中的固溶量,同时快速冷却的材料其相变曲线峰型具有窄和高的特征,相变滞后也相对更宽.

摘要： 硼钢板热冲压在汽车车身制造中的应用是实现汽车轻量化和提高碰撞安全性的有效途径,该过程中板料马氏体相变的预测和控制对零件组织性能和几何精度有重要作用.本文以汽车热冲压件的特征结构—U形梁为对象,考虑模具的温度变化和模具水道的冷却作用,建立了硼钢板热冲压过程热力耦合三维有限元模型,将马氏体相变动力学模型以子程序形式嵌入有限元模型中,实现对马氏体相变的预测,并与实验结果进行了对比.

摘要： Fe-31.2at.％Pd合金具有从FCC结构到FCT结构的弱一级马氏体相变.利用DMA对该合金的阻尼性能进行了深入研究。发现随着温度的降低,储能模量E′在母相中逐渐减小而在马氏体相中逐渐增大。内耗值tanδ在接近相变温度点(225K)时出现较小的增加,其原因可归咎于tweed的形成。同时发现组成内耗值的瞬时部分(transitory term)在该合金中几乎为零,其原因可能是Fe-Pd合金弱一级相变特征所致。

摘要： 本文采用声发射法在连续冷却条件下对GCr15钢马氏体相变过程进行了初步研究.得到了不同形态马氏体声发射信号的时频特性,并利用声发射温度外参数的引入,测得GCr15马氏体相变开始温度MS.同时证明有效值电压(RMS)能够实现在马氏体体积分数f的准确表征.

摘要： 通过对304HC奥氏体不锈钢丝试样的组织和断口形貌进行宏观和微观观察,对试样力学性能进行测试,观察变形过程中的马氏体相变,分析马氏体相变对钢丝力学性能的影响.304HC试样金相组织为奥氏体组织,晶粒尺寸为20μm,随着拉拔工艺进行,材料的抗拉强度从552.5MPa增加到1268MPa,延伸率从53.2％降低到6.1％.断裂属于韧性断裂,断裂起源为韧窝底部的Al203夹杂物.冷变形过程中产生的形变诱导马氏体硬质粒子分散在较软的奥氏体基体中,增加了位错的钉扎点,使材料的抗拉强度增加.变形过程中形成了大量的条状形变孪晶,阻碍位错运动和其它形变孪晶形成,使加工硬化率增加.孪晶马氏体具有较差的塑性和韧性,导致材料的延伸率下降,塑性降低.

摘要： QP钢近年来因为其良好的强度和塑性配合得到了广泛关注,强度和塑性的同时提高主要原因是其特殊热保处理工艺存了一定数量奥氏体,而奥氏体在变形过程发生应变诱发马氏体相变,这将提高应变硬化,推迟颈缩.本研究中,通过不同应变率下的单向拉伸实验获得了QP980和DP980两种相同级别先进高强高(AHSS)的应力应变曲线,并且进行了对比研究.结果发现,没有相变的DP980材料应变硬化基本与应变率无关,但是QP980则不同,其应变硬化行为和延伸率都对应变率更为敏感.这种现象的原因与QP980材料应变率相关的应变诱发马氏体影响材料应变硬化行为相关.

摘要： 本文以高MnNi基合金为研究对象,采用X射线衍射仪,差示扫描量热仪、高精度多功能内耗仪探究了Mn82.2Ni178-xCux(at.％x=0、2、4)、Mn80Ni20-yCuy(at.％y=0、5、10)体系中不同Cu含量对MnNi合金的反铁磁转变、马氏体相变及合金阻尼性能的影响.探讨了内耗峰的作用机制,计算了弛豫内耗峰的激活能及弛豫时间指前因子.研究表明,在γ-Mn基合金中加入Ni、Cu等元素进行合金化,可稳定锰基合金的γ相,并可通过淬火将γ相保留至室温.添加金属元素能显著影响γ-Mn基合金的阻尼性能.Cu元素的掺入使合金的模量降低,反铁磁转变点向低温移动与马氏体转变相互耦合.

摘要： 为了实现20#钢制管道的对接焊接,本文将探讨使用爆炸焊接的方法把钢管搭接起来,研究是通过实验测试和显微结构分析相结合的方法来完成的.在试验后截取管壁的纵向截面观察,无明显焊缝.然后制样,采用光学显微镜观察发现焊接界面结合良好且界面波明显.通过扫描电镜和能谱分析发现,焊缝处发生了马氏体相变,并且界面处有碳元素的扩散现象.

摘要： 某炼厂的制氢装置管线的不锈钢三通在运行180天后出现了开裂现象。通过宏观观察、超声波测厚、金相检验、断口的微观电镜观察、力学测试等手段,对失效三通进行了检测分析。检测结果显示,裂纹为平行于轧制方向的裂纹,并裂纹相互连接形成阶梯状,从断口的颜色判断出裂纹是起裂于内表面并向外表面扩展,断口的微观形貌及金相检验证实断裂属穿晶断裂,且断口形貌为解理形貌,并且样品内部氢含量较高,最终确定不锈钢三通开裂的原因属于氢致开裂。金相检验发现裂纹尖端及附近区域发现了少量板条状马氏体,横穿奥氏体晶粒,证实了三通样品中的奥氏体发生了相变转变成马氏体。因此,说明三通发生氢致开裂一方面是由于内部的部分奥氏体发生了马氏体相变造成的。其次,通过测厚发现三通的壁厚小于标准尺寸,造成了有效截面减小,因此,也加速裂纹的扩展进程。

摘要： 本发明公开一种计算马氏体组织转变量及相变点的方法，属于金属相变的表征计算领域。本发明所述方法首先提取冷却部分的膨胀量‑温度数据，然后对冷却图像的数据在特定温度间隔下求平均值，并进行平滑处理，以最大膨胀量与最小膨胀量之差与该膨胀量下所对应的温度之差的比值作为拟合直线和拟合曲线的分离评判标准，以相变点以外的80±1°C温度区间步长内的数据进行迭代，采用最小二乘法回归拟合得到两条直线，最后根据杠杆原理求每个温度下对应的转变量。本发明提供的方法可以精确地计算出每个温度对应的转变量，克服了以金相图片来断定相变点及组织转变量的不准确性，大大节省了成本和时间。

摘要： 本发明公开了相变诱导塑性钢马氏体相变强度增量表征方法及系统。该方法包括：在室温下对相变诱导塑性钢分别进行不同变形量的拉伸，得到马氏体含量‑拉伸变形量曲线；在第二预设温度下对相变诱导塑性钢进行不同变形量的预变形；第二预设温度为大于或等于临界变形温度的温度值；在室温下对各预变形后的相变诱导塑性钢分别进行二次拉伸，得到二次拉伸工程应力应变曲线；确定各二次拉伸工程应力应变曲线对应的后继屈服应力；确定马氏体相变致强度增量；由马氏体相变致强度增量和马氏体含量‑拉伸变形量曲线，建立强度增量预测模型，以实现对马氏体相变致强度增量的量化表征。本发明解决了相变诱导塑性效应致强度增量的量化表征问题。

摘要： 本发明涉及一种高马氏体相变温度的镍钛形状记忆合金的训练方法，包括以下步骤，将镍钛合金进行退火处理；将退火处理后的镍钛合金弯曲于约束模具中进行约束时效处理；将约束时效处理后的镍钛合金进行无约束时效处理，无约束时效处理温度低于约束时效处理温度；将无约束时效处理后的镍钛合金进行淬火工艺，完成高马氏体相变温度的镍钛形状记忆合金的训练。通过本发明的训练方法，使得镍钛条片的应用温度限制降低，极大地提高了应用效率。后续用于调节应用温度的无应力时效处理免去了需要约束的繁琐步骤，并且由于引入了内应力场导致韧性变差，避免了重新放入模具时可能发生镍钛条片断裂的情况。由于不需要模具而降低了成本，提高了生产效率。

摘要： 本发明公开了一种模拟马氏体相变的网格自适应有限元方法，应用于形状记忆合金的工业生产模拟设计和科学研究领域。该方法通过建立马氏体相变相场有限元模型，设定合适的网格单元后验误差估计，标记需要加密/粗化的网格单元并执行加密/粗化步骤，达到有效追踪马氏体变体界面并在界面处加密网格和在非界面处粗化网格的效果，在保持计算精度的条件下，减小相场模拟计算所需求解的自由度总数目，有效提高计算效率和推动模拟研究进程。本发明方法能有效动态追踪动态变化的马氏体变体界面，所需的计算资源和计算时间更少，能有效提高计算效率和推动模拟研究进程。

摘要： 本发明涉及一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法。所述的生物可降解铁合金，其制备方法包括以下步骤：按设计组分配取铁、锰、硅粉，在保护气氛下，进行机械合金化获得具有奥氏体和马氏体相的混合合金粉末，将合金粉末真空干燥；以真空干燥后的合金粉末为原料，在保护气氛下，采用选区激光熔化工艺得到铁锰硅合金材料。结果表明，所制备的铁锰硅合金，具有比铁更负的电极电位，同时，合金中的奥氏体与马氏体之间构成大量的电偶腐蚀，显著提高合金材料的腐蚀速率。本发明所制备的生物铁锰硅合金能够有效解决常规铁基骨植入物降解过慢的问题，并且具有优异的力学性能和良好的生物活性，在骨修复领域具有良好的应用前景。

摘要： 本发明公开了相变诱导塑性钢马氏体相变强度增量表征方法及系统。该方法包括：在室温下对相变诱导塑性钢分别进行不同变形量的拉伸，得到马氏体含量‑拉伸变形量曲线；在第二预设温度下对相变诱导塑性钢进行不同变形量的预变形；第二预设温度为大于或等于临界变形温度的温度值；在室温下对各预变形后的相变诱导塑性钢分别进行二次拉伸，得到二次拉伸工程应力应变曲线；确定各二次拉伸工程应力应变曲线对应的后继屈服应力；确定马氏体相变致强度增量；由马氏体相变致强度增量和马氏体含量‑拉伸变形量曲线，建立强度增量预测模型，以实现对马氏体相变致强度增量的量化表征。本发明解决了相变诱导塑性效应致强度增量的量化表征问题。

摘要： 本发明公开了一种变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量计算方法，1）将试样放入振动样品磁强计并抽真空；2）加载到能发生磁场诱导的马氏体相变大小的磁场HM，并等待磁场稳定；3）在步骤2）确定的磁场下，设定测试温度，设定磁场从‑HM到0,和0到HM的连续扫场，测试试样的电阻R随磁场变化的R‑H曲线；4）在步骤2）确定的磁场下，更改测试温度，重复步骤3）的测试过程；5）根据步骤4）获取的各个温度下的R‑H曲线，计算不同温度下磁场诱导相变温度移动的大小。本发明利用相变过程中磁输运性质在各个相变阶段的不同特点所导致的宏观上的电阻变化，来分析计算相变温度移动的；所需测试数据少，计算方法简单、结果可靠。

摘要： 发明名称基于d带中心理论的Heusler合金铁磁交换机制与马氏体相变摘要为了研究Heusler合金Cu2−xCoxMn1+yAl1−y中Co和Mn原子的反铁磁耦合，我们的基本研究对象是只有一种磁性原子的Cu2MnAl和在富Mn条件下保持铁磁性的Co2MnAl。经过大量计算发现，由于Co原子高于Cu原子的d带中心，使Mn原子的反键态被推到费米能级以上，从而改变了Mn原子的d轨道电子排列，使原来的反铁磁Mn原子变成了铁磁性。基于这一理论，提出了一种通过对合金施加应力来调整晶格尺寸以改变Mn原子磁矩的方法，以达到与掺杂特殊原子相同的效果。此外，还推断母相铁磁性和马氏体相铁磁性与晶格尺寸变化引起的d带中心密切相关。

摘要： 本发明涉及磁性吸波材料及相关电子信息材料的技术领域，具体涉及一种能显著诱导纳米晶奥氏体FeCo‑X合金粒子发生马氏体相变的方法及应用。包含如下步骤：(1)将奥氏体相FeCo‑X合金原料粉进行形变，获得含奥氏体相、马氏体相的FeCo‑X合金粒子；(2)将形变后的FeCo‑X合金粒子进行热处理，获得马氏体含量高的FeCo‑X合金粒子。本发明的方法制备的马氏体相FeCo‑X合金粒子的饱和磁化强度从1.43emu/g提高到了181.58emu/g，居里温度为500‑1000°C，且具有良好的抗氧化性，热处理后磁导率保持稳定，介电常数略有下降，吸波性能保持稳定，可用作耐温雷达吸波剂使用。

摘要： 本发明公开了一种测定齿轮钢渗层马氏体相变动力学参数的方法，涉及钢铁行业热处理，解决钢渗碳淬火工件预测准确性和精度欠缺的问题，包括熔炼试样，采用热模拟实验机测定试样在不同冷速下膨胀量‑温度曲线，并进行组织含量检测，确定马氏体转变临界冷速，绘制连续冷却过程的CCT曲线；计算获得5组不同含碳量试样的奥氏体热膨胀系数、马氏体热膨胀系数、相变膨胀系数、Ms点和动力学方程系数α；基于实验结果对Ms点随含碳量和冷却的变化进行拟合，获得马氏体转变温度随含碳量和冷却的变化关系；将获得的相变动力学参数进行齿轮零件的渗碳淬火模拟；本发明提升了钢渗碳淬火模拟计算的准确性和精度，从而指导齿轮零件热处理变形控制。