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收稿日期:2023-02-15;修订日期:2023-04-06作者简介:卢靖宇(1997 ),男,硕士研究生,主要研究复合材料结构的力学行为分析㊂基金项目:国家自然科学基金资助项目(42161002)㊂∗通信作者:杨静宁(1969 ),男,硕士生导师,主要从事复合材料的力学行为研究㊂E -mail:yangjn@㊂第41卷㊀第4期2023年8月江㊀㊀西㊀㊀科㊀㊀学JIANGXI㊀SCIENCEVol.41No.4Aug.2023㊀㊀doi :10.13990/j.issn1001-3679.2023.04.024NiTi 形状记忆合金箱型梁非对称弯曲相变分析卢镜宇1,杨静宁1∗,张亚民2,韦子丰1(1.兰州理工大学理学院,730050,兰州;2.中如建工集团有限公司,226500,江苏,南通)摘要:结合已有形状记忆合金材料的本构关系,推导出了形状记忆合金箱型截面梁的非线性控制方程,对箱型截面梁的相变过程进行了力学分析,得出了箱型截面梁的外载荷㊁拉压不对称系数和箱体厚度对中性轴位移㊁曲率以及相边界的影响㊂结果表明:在拉压不对称系数的影响下,需根据箱体厚度与相边界的位置关系,将相变阶段更详细地分步计算;在相同载荷下,箱体厚度增大,中性轴位移明显减小,箱体厚度改变对曲率的最大值影响较大,相边界的位置受箱体厚度的影响明显㊂关键词:形状记忆合金;拉压不对称系数;相变;箱型截面中图分类号:O343㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1001-3679(2023)04-751-04Analysis of Asymmetric Bending Phase Transformationof NiTi Shape Memory Alloy Box BeamLU Jingyu 1,YANG Jingning 1∗,ZHANG Yamin 2,WEI Zifeng 1(1.School of Science,Lanzhou University of Technology,730050,Lanzhou,PRC;2.Zhongru Construction Group Co.Ltd.,226500,Nantong,Jiangsu,PRC)Abstract :The non -linear control equations of the box shaped memory alloy beam are derived bycombining the existing constitutive relation of shape memory alloy materials,and the mechanical a-nalysis of the phase transformation process of the box -shaped cross -section beam is carried out,andthe effects of the external load,the tension -compression asymmetry coefficient,and box thickness on the neutral axis displacement,curvature and phase boundary of the box -shaped cross -section beam are derived.Under the influence of the tension -compression asymmetry coefficient,the phasetransformation process needs to be calculated in more detail in steps depending on the position of thebox thickness in relation to the phase boundary.The results show that the displacement of the neu-tral axis decreases significantly with increasing thickness of the box under the same load.The change of box thickness has a greater effect on the maximum value of curvature and the position of the phase boundary is significantly influenced by the box thickness.Key words :shape memory alloy;the tension -compression asymmetry coefficient;phase transforma-tion;box section beam0㊀引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是一种新型智能材料,因具有独特的超弹性和形状记忆效应,及耐腐蚀㊁抗疲劳㊁阻尼性好等优势,在工程和技术中的应用日益剧增[1],特别是航空㊁建筑㊁医学等领域[2-3]㊂近年来,国内外学者对SMA材料的弯曲变形特性进行了深入研究㊂Eshghinejad等[4]对应变呈线性分布的SMA悬臂梁施加集中载荷,得出了其变形特性㊂商泽进等[5]基于梁的大变形理论,并通过实验数据得到了SMA材料的应力应变关系㊂Rejzner等[6]引入了拉压不对称性,并研究了该状态下梁的相变行为㊂崔世堂等[7]研究了SMA纯弯曲梁在拉压不对称性影响下的力学性能㊂杨静宁等[8]研究了热-机载荷作用下功能梯度形状记忆合金梁的纯弯曲㊂Bouvet等[9]对于马氏体正相变和逆相变过程,用了2种不同的相变屈服面对其进行描述并得到了三维本构模型㊂在结构设计中,考虑到箱型截面梁作为一种重要的承载结构元件,刘祖军等[10]建立了箱梁表面压力与颤振导数之间的数学关系,探讨了表面压力的分布特性对箱梁颤振导数和颤振临界风速的影响㊂李龙等[11]对弯曲载荷作用下的薄壁箱梁进行分析,提出了一种简单且实用的确定不同应力场对应应力强度因子的方法㊂而本文在前期研究工作基础上,采用分阶段分步骤的方法分析得到了SMA箱型截面梁在相变过程中的中性轴位移㊁曲率及相边界随拉压不对称系数和箱体厚度的影响关系曲线,结果可为结构设计提供理论参考㊂1㊀SMA梁的非线性变形1.1㊀几何模型SMA箱型截面梁几何模型如图1所示㊂梁截面高度为h,宽度为b,箱体四周为等厚度t,中性轴坐标为y0㊂yx lMbh y0tM图1㊀SMA箱型截面梁几何模型该几何模型基于形状记忆合金材料的简化本构模型[5]㊂梁的轴向应变为ε=y i-yρ(1)其中,y i表示中性轴位置,ρ为曲率半径㊂考虑到SMA变截面梁在弯曲变形过程中的非对称性,特引入拉压不对称系数[12]α=σcs-σtsσcs+σts=σcf-σtfσcf+σtf(2)由此可得εcs=1+α1-αεts,εcf=1+α1-αεtf(3)其中,σtsσtf,为受拉侧相变开始和结束时临界应力,σcs,σcf为受压侧相变开始和结束时的临界应力,εts,εtf为受拉侧相变开始和结束时的临界应变,εcs,εcf为受压侧相变开始和结束时的临界应变㊂1.2㊀本构关系初始阶段时,梁的整个截面均未发生相变,材料全部为奥氏体相,中性轴没有偏移,随着应变逐渐增大并达到一定值时,中性轴产生偏移,梁的截面发生相变㊂任意截面及其微段的变形如图2所示㊂其中A表示奥氏体相,M表示马氏体相,AM 表示混合相㊂其中,y i(i=Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)表示不同阶段截面上中性轴位置,әh=y i-y0表示中性轴位移,相边界A1A㊁B1B㊁C1C㊁D1D的坐标分别为:y A1A=y i -εtsρ,yB1B=yi+εcsρ,yC1C=yi-εtfρ,yD1D=yi+εcfρ㊂2㊀算例分析设SMA箱型截面梁长l=200mm,截面宽h= 8mm,梁高h=8mm,受弯矩M作用,几何模型如图1所示㊂材料相关参数[7]:E A=62Gpa,E M=62GPa,E1=4.5GPa σts=465MPa,σtf=645MPa,әεt=0.04 2.1㊀中性轴位移图3为中性轴位移与载荷的关系曲线,图3 (a)表明,拉压不对称系数导致中性轴产生位移,拉压不对称系数变大,中性轴的偏移量增大,但中性轴位移达到最大值的载荷相差不大,当载荷到达一定程度后,中性轴向受拉侧移动㊂由图3(b)可知,箱体厚度越大,箱型截面梁的弯曲刚度越大,达到中性轴位移最大值需要的载荷明显变大,中性轴位移最大值受箱体厚度的影响较小,但箱㊃257㊃江㊀西㊀科㊀学2023年第41卷(a)yAAMH△hA y y 0zAA ABTA中性轴AMAbAM A AAMBCABTA中性轴(b)H△hAA AM b AAAM B B y y 0zy(c)AM A AAM BCABTA 中性轴MBTMH△hA A AM AA AM BB y y 0zybM C C(d)AM A A AM BCABTA 中性轴M BTMH△hA A AM AA AMB B y y 0zbM C CBCM MyD D M (a)Ⅰ阶相变;(b)Ⅱ阶相变;(c)Ⅲ阶相变;(d)Ⅳ阶相变图2㊀Ⅰ-Ⅳ阶截面相变及其微段变形示意图中性轴位移x /m m-0.10.00.10.20.30.40.5（a)α=0α=0.05α=0.11020304050弯矩M/N ·m01020304050弯矩M/N ·m-0.10.00.10.2（b)中性轴位移x /m mt =0.8t =1.0t =1.2(a)t=1;(b)α=0.05图3㊀中性轴位移与弯矩的关系体厚度越小,中性轴更提前偏向受拉侧㊂2.2㊀曲率曲率与载荷的关系如图4所示,由图4(a)可知,曲率的最大值随着载荷的增大而增大,在相变阶段,拉压不对称系数对曲率的影响比初始阶段更为明显,在表层材料完成相变并变为马氏体后,拉压不对称系数对曲率的影响反而变小㊂由图4(b)可知,箱体厚度的改变对初始阶段的影响较小,在相变阶段,相同载荷下箱体厚度的增大,曲率的最大值明显减小㊂曲率1/ρ（a)α=0α=0.05α=0.101020304050弯矩M/N ·m2468101214t =0.8t =1.0t =1.201020304050弯矩M/N ·m曲率1/ρ（b)2468101214(a)t =1;(b)α=0.05图4㊀曲率与截面位置的关系2.3㊀相边界图5为相边界与载荷的关系,由图5(a)可知,随着载荷的增大,混合相部分由梁两侧表面向梁中部扩散,混合相与奥氏体的相边界也向梁中㊃357㊃第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀卢镜宇等:NiTi 形状记忆合金箱型梁非对称弯曲相变分析部移动,拉压不对称系数的增大对受拉侧影响不明显,但受压侧奥氏体与混合相的相边界和马氏体与混合相的相边界出现位置都明显延后㊂由图5(b)可知,箱体厚度增加,箱型截面梁的弯曲刚度明显增加,受拉侧和受压侧的所有相边界出现位置都明显延后,但是对相边界位移最大值的影响不明显㊂截面高度h /m m（a)α=0α=0.05α=0.110弯矩M/N ·m 152025303540455055012345678BCA奥氏体混合相BTABCMBTM 混合相t =0.8t =1.0t =1.210弯矩M/N ·m152025303540455055截面高度h /m m（b)012345678混合相BCMBCA奥氏体BTABTM混合相(a)t =1;(b)α=0.05图5㊀相边界与截面位置的关系3㊀结论本文引入拉压不对称系数对原有力学模型进行了修正,同时引入箱体厚度,讨论了拉压不对称系数和箱体厚度对中性轴位移㊁曲率和相边界的影响㊂1)在相变阶段,当载荷到达一定程度后,中性轴向受拉侧移动;中性轴位移随着拉压不对称系数的增大而增大;箱体厚度对中性轴位移的最大值影响较小,对曲率的最大值影响较大,箱体厚度的减小会导致中性轴更早地向受拉侧移动㊂2)在载荷较小部分,拉压不对称系数和箱体厚度对中性轴㊁曲率和相边界的影响较小;在载荷较大的部分,梁进入相变阶段,曲率在弯矩最大值处达到最大值,且曲率的变化量随载荷的增大而增大,随截面厚度的增大而减小㊂3)载荷越大,相边界越远离截面上下两侧边缘;箱体厚度越大,相边界越靠近截面上下两侧边缘;拉压不对称系数越大,受压侧,越不易发生相变,但对受拉侧影响不大,无论是受拉侧还是受压侧,相边界的位置受箱体厚度的影响都较明显㊂参考文献:[1]㊀陈光.新材料概论[M].北京:科学出版社,2003.[2]袁志山,白鸽玲,冯昭伟,等.生物医用无Ni 超弹性β钛形状记忆合金研究进展[J].材料导报,2009,23(7):86-89,100.[3]温立哲,黄元盛,林津文.拉伸变形对高熵合金激光涂层组织和性能的影响[J].粉末冶金工业,2018,28(2):45-48.[4]ESHGHINEJAD A,ELAHINIA M.Exact solution forbending of shape memory alloy superelastic beams [C]//ASME 2011Conference on Smart Materials,Adaptive Structures and Intelligent Systems.2011.[5]商泽进,王忠民.形状记忆合金梁的非线性弯曲变形[J].机械工程学报,2011,47(18):28-32.[6]REJZNER J,LEXCELLENT C,RANIECKI B.Pseud-oelastic behavior of shape memory alloy beams under pure bending:experiments and modelling[J].Inter-national Journal of Mechanical Sciences,2002,44(4):665-686.[7]崔世堂,姜锡权,严军.形状记忆合金梁纯弯曲的理论分析[J].应用力学学报,2016,33(1):43-49,179.[8]杨静宁,唐健,卢镜宇,等.功能梯度形状记忆合金梁的相变力学行为[J].西北工业大学学报,2021,39(6):1395-1403.[9]BOUVET C,CALLOCH S,LEXCELLENT C.A phe-nomenological model for pseudoelasticity of shape memory alloys under multiaxial proportional and non -proportional loadings[J].Eur J.of Mech A Solids,2004,23(1):37-61.[10]刘祖军,贾明晓,杨詠昕.箱梁表面的压力分布对颤振稳定性的影响[J].工程力学,2022,39(12):98-107,129.[11]李龙,邓友生,孟丽青,等.弯曲载荷作用下薄壁箱梁复杂裂纹的应力强度因子[J].机械强度,2021,43(1):211-216.[12]REEDLUNN B,CHURCHILL C B,NELSON E E,etal.Tension,compression,and bending of superelastic shape memory alloy tubes[J].Journal of the Mechan-ics and Physics of Solids,2014,63(2):506-537.㊃457㊃江㊀西㊀科㊀学2023年第41卷。
Ni_2MnGa铁磁形状记忆材料金学军;彭志明;R.C.O’Handley;S.M.Allen;徐祖耀【期刊名称】《世界科技研究与发展》【年(卷),期】2003(25)1【摘要】铁磁形状记忆合金 (FSMA)是在一定温度范围马氏体相稳定同时又具铁磁性的一类特殊的形状记忆合金。
Ni2MnGa铁磁形状记忆合金近年来成为呈现磁场驱动大应变的新型驱动材料 ,这些应变来自磁场诱发马氏体孪晶的重排 ,而不是磁场对奥氏体至马氏体相变的作用。
孪晶变体的重排在宏观上呈现为正或切应变 ,一非化学计量比Ni2 MnGa单晶于室温加 0 .4T磁场能产生6 %的应变 ,Ni Mn Ga单晶在高至 15 0Hz的交变磁场仍可得到 2 .5 %的应变。
本文阐述了与这种磁控形状记忆效应相关的孪晶界迁动的磁学和晶体学理论。
马氏体相的大磁晶各向异性能使磁化沿c轴方向有利 ,穿过孪晶界c轴刚好转动 90度 ,同时 ,这个孪晶界也构成了约 90度的畴界。
在各向异性的情况下 ,孪晶界的迁动仅有相邻孪晶变体的Zeeman能差驱动,μ0 ΔMis·Hi。
磁场和外应力对应变的影响通过对一简单的自由能表达式取极小值来表示 ,自由能表达式包括Zeeman能、磁晶各向异性能和外应力以及在某些情况下需考虑的内部弹性能 ,模型的所有参数可通过应力应变曲线和磁化曲线测量得到。
铁磁形状记忆合金的磁场诱发应变可类比传统热弹性形状记忆效应 ,与更为人们所熟知的磁致伸缩现象不同。
【总页数】11页(P55-65)【关键词】磁致伸缩现象;孪晶界;Ni2MnGa;铁磁形状记忆材料【作者】金学军;彭志明;R.C.O’Handley;S.M.Allen;徐祖耀【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院;Department of Materials Science and Engineering,Massachusetts Instituteof Technology【正文语种】中文【中图分类】TG139.6【相关文献】1.基于磁记忆机理的铁磁材料弯曲变形状态研究 [J], 邢海燕;樊久铭;李雪峰;徐敏强2.磁控形状记忆合金Ni_2MnGa解析模型及特性 [J], 张庆新;王凤翔;张红梅3.定向凝固铁磁形状记忆合金Ni_2MnGa的固-液界面形态 [J], 蒋成保;刘敬华;张涛;徐惠彬4.Ni_2MnGa铁磁形状记忆合金开裂的原位研究 [J], 沈连成;何健英;宿彦京;褚武扬;乔利杰5.磁控形状记忆晶体Ni_2MnGa研究进展 [J], 王锦昌;刘岩;冯楚德;谢华清;倪沛汶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第19卷第5期2009年9月黑龙江科技学院学报Journa l o fH e ilongjiang I nstitute o f Science&TechnologyV o.l19N o.5Sep.2009文章编号:1671-0118(2009)05-0335-04稀土元素Ce对T i-N i形状记忆合金力学性能的影响刘爱莲1,徐家文1,孙俭峰1,蔡伟2(1.黑龙江科技学院材料科学与工程学院,哈尔滨150027;2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001)摘要:采用拉伸试验研究了稀土元素Ce对T i-N i合金力学性能的影响,通过扫描电镜对T i-N i-Ce合金的断口形貌进行观察。
实验结果表明,添加稀土元素Ce使T i-N i合金的应力)应变行为有显著影响。
在马氏体状态拉伸时,当x(C e)低于0.5%时,合金的应力)应变曲线出现明显的屈服平台;而当x(C e)超过1%时,合金的应力)应变曲线上无明显的屈服平台,以连续屈服和强烈的加工硬化为特征。
随C e加入量增加,合金的延伸率降低、脆性增大,断裂类型由微孔聚集型的韧性断裂逐渐转变为沿晶脆性断裂。
因此,Ce的加入量不能超过1%,否则将损害T i-N i 合金的使用性能。
关键词:T i-N i形状记忆合金;稀土C e;力学性能;断口形貌中图分类号:TG13916;TG14614文献标识码:AEffect of rare ear th Ce add ition on mechanical properties ofTi-Ni shape memory all o ysLIU A ilian1,X U J iaw en1,SU N J ianfeng1,CAI W ei2(1.College o fM ater i a ls Science and Eng ineer i ng,H eil ong ji ang Instit ute o f Sc ience and T echno l ogy,H arb i n150027,China;2.Co llege o fM ater i a ls Science and Eng i nee ri ng,H arb i n Instit u te of T echno logy,H arb i n150001,Ch i na)Abst ract:This paper presents the study of effect o fC e addition on t h e m echanical properties ofT i-N i(x(N i)50.7%)alloy by tensile tests and i n vestigation into t h e fracture m orpho l o gy ofT i-N i-C e a-l l o ys by SE M i n the paper.The results sho w that Ce add ition g i v es an evident effect on the stress-stra i n curves ofT i-N i alloys.W hen the a lloys are subjected to tension underm artensitic state,the stress-stra i n curve of T i-N i a ll o y w ith0.5%x(C e)or less g i v es eviden t stress p lateau;the tensile stress-stra i n curve o fT i-N i a lloy conta i n i n g1%x(Ce)or m ore sho w s no ev ident stress plateau and the stress-stra i n curve is characterized by continuous y ieldi n g and high w ork har den i n g.Increase of Ce content leads to the e l o ngation decreases and t h e brittleness i n creases.I ncreasi n g C e content resu lts i n g radual changes fro m ductil e rupture to brittle one in the fracture type ofT i-N i-Ce a lloys.Ce add ition ofm ore than1% is like l y da m age the perfo r m ance o fT i-N i a ll o ys.K ey w ords:T i-N i shape m e m ory alloy;rare earth Ce;m echanical property;fracture m or pho l o gy收稿日期:2009-08-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(50471018)作者简介:刘爱莲(1975-),女,河南省商水人,讲师,博士,研究方向:形状记忆合金,E-ma i:l li ua ili an@。
稀土元素对富Ni的Ti-Ni形状记忆合金马氏体相变的影响徐家文;刘爱莲;蔡伟【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2007(025)006【摘要】在本文中,向Ti-50.7at.%Ni合金分别加入1at.%的稀土元素Ce、Dy、Gd和Y,并利用X射线和示差扫描热分析研究了稀土掺杂对富Ni的Ti-Ni合金马氏体相变行为的影响.结果表明:向富Ni的Ti-Ni合金中添加稀土元素能使合金的马氏体相变温度显著增加,且添加稀土Ce使合金相变温度的增幅最大.此外,Ti-50.2Ni-1Gd和Ti-50.2Ni-1Y合金中发生两步马氏体相变,而添加Ce和Dy的Ti-Ni合金中仍只发生一步马氏体相变.【总页数】3页(P958-960)【作者】徐家文;刘爱莲;蔡伟【作者单位】黑龙江科技学院,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150027;黑龙江科技学院,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150027;哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,材料物理与化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,材料物理与化学系,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TG139.6;TG146.4【相关文献】1.热/强磁场耦合时效对富镍Ti-Ni形状记忆合金相变行为的影响 [J], 刘晓鹏;王轶农;齐民;杨大智2.富钛的Ti51Ni47Si2形状记忆合金的马氏体相变 [J], 蔡学章3.稀土元素Ce对Ti-Ni形状记忆合金力学性能的影响 [J], 刘爱莲;徐家文;孙俭峰;蔡伟4.Ni含量和热处理对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变行为的影响 [J], 贺志荣;王芳;周敬恩5.γ相对磁形状记忆合金Co-Ni-Ga马氏体相变和形状记忆效应的影响 [J], 霍颜秋;龙秀慧;谢华;李建国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第05章 形状记忆合金人们在研究近等原子比的Ti.Ni 合金时发现，原来弯曲的合金丝被拉直后，当温度升高 到一特定值时它又恢复到原来的形状。
人们把这种现象称为形状记忆效应（Shape Memory Effect, SME ）,把具有形状记忆效应的合金称为形状记忆合金（Shape Memory Alloy, SMA ）0形状记忆现象的发现最早可追溯到1932年，人们在研究Au-Cd （镉，音格）合金时， 第一次观察到马氏体能够随着温度的变化而连续地缩小和长大；到了 20世纪50年代初，美 国人分别在Au.Cd 和In.Tl （铭，音它）合金中观察到了形状记忆效应，但形状记忆效应一 直没有获得实际应用。
直到1963年，布赫列（WJ.Buehev ）等人发现近等原子比的Ti-Ni 合金具有良好的形状记忆效应以后，TiNi 合金才作为实用的形状记忆合金进入了市场。
5.1形状记忆效应及其原理5.1.1两个术语——热弹性马氏体和应力弹性马氏体1. 热弹性马氏体（M —Ms ——A.——A f ）热弹性马氏体是一种能够进行可逆转变的马氏体。
也就是说，冷却时，高温相（母相） 发生马氏体转变，形成马氏体；加热时，马氏体不会像钢铁中的马氏体那样发生分解，而是 直接转变为高温相（母相）。
它的另一个特点是，在冷却或加热过程中，马氏体会随着温度 的变化而连续地长大或收缩，母相与马氏体的相界而可进行弹性式的推移。
也就是说，马氏 体片能随温度下降逐渐长大；温度回升时，马氏体片又能随温度上升而逐渐缩小，通常把这 种马氏体就叫做热弹性马氏体。
大部分形状记忆合金的形状记忆机理与愁理性旦氐遂的可逆相变密切相关。
通常把高温 相向马氏体转变的开始和终了温度分别称为Ms 和M f ；把马氏体向高温相逆转变的开始和终 了温度分别称为A 和A”（As 一般总是高于A.通常才巴ArMs 称为相变温度滞后,热弹性 马氏体一般是相变温度滞后较小的马氏体，一般仅十几摄氏度至几十摄氏度。
一、填空题（共10分，每空0.5分）1. 产生磁场的方式有_电流法和铁磁性材料法。
2. SI制中H的单位是安培/米，CGS单位制中是_奥斯特。
3•特斯拉是的磁感应强度B _单位，1特斯拉等于__104—高斯。
5. 按照磁体磁化时的磁化率的大小和符号，可以将物质的磁性分为五种：________ 、________ 、_________ 、_________ 和________ 。
（抗磁性、顺磁性、反铁磁性，铁磁性、亚铁磁性）6. 磁化曲线随晶轴方向的不同而有所差别，即磁性随晶轴方向显示各向异性，这种现象称为________ ，它存在于所有铁磁性晶体中，在____________ 中不存在。
（磁晶各向异性、非晶磁性材料）7. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为 _______ 和___________ 。
（磁畴壁的位移运动、磁畴转动）8. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为____________ 。
磁损耗包括三个方面________ 、_________ 和________ 。
（磁损耗、涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗）9. 感生磁各向异性按产生的种类，主要有___________ 、_________ 、_________ 、_________ 。
（磁场或应力热处理感生磁各向异性、轧制感生磁各向异性、生长感生磁各向异性、交换各向异性）10. 磁性材料在被磁化时，随磁化状态的改变而发生弹性形变的现象，称为________ 。
磁致伸缩效应11. 设尖晶石铁氧体的分子式为AxnABynBCznCO4其中A、B、C、为金属元素，x、y、z为相应的金属离子数，nA、nB、nC为相应的金属离子化学价。
则该多元铁氧体的离子数总合与化学价总合应满足：____________________ 、_________x+y+z = 3、x X nA+y x nB + z xnC = 812•尖晶石铁氧体在单位晶胞中， A 位置共有 _________ 个，B 位置共有 _________ 个，但实际占有金离子的 A 位置只有 _________ 个，B 位置只有 __________ 个，其余空着，这些空位对配方 不准造成的成分偏离正分并对 __________ 有利。
Fe-C-Mn-Si-Cr-Ni-Ti-RE形状记忆合金的组织与性能
黄维刚;陆震
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】2005(30)5
【摘要】研究了Ti和稀土对Fe C Mn Si Cr Ni合金的组织、硬度和形状记忆效应的影响。
结果表明,含Ti和稀土的合金具有较高的硬度,组织明显细化;含Ti和稀土与不含Ti与稀土的两种合金的形状回复率均在预应变为3.2%时达到最大值94%,但随预应变量的增加,含Ti和稀土合金的形状回复率高于不含Ti的合金,预应变量为7.7%时,形状回复率仍具有82%,这对于合金的实际应用具有重要的意义。
【总页数】4页(P46-49)
【关键词】铁基形状记忆合金;热轧;微观组织;合金化
【作者】黄维刚;陆震
【作者单位】四川大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG139.6
【相关文献】
1.脉冲电场对FeMnSiCr形状记忆合金凝固组织及形状记忆效应的影响 [J], 刘兴江;陈绍红
2.铜铝锰钛形状记忆合金的微观组织、超弹性和形状记忆效应 [J], 陈信任;张帆;池梦媛;张积勋;刘兴军;王翠萍;杨水源
3.Ti-Mo-Sn合金显微组织、力学性能和形状记忆性能 [J], Muhammad Luqman HASHMI; Abdul WADOOD
4.Ti-Mo-Sn合金显微组织、力学性能和形状记忆性能 [J], Muhammad Luqman HASHMI; Abdul WADOOD
5.Ti-50.0Ni单晶形状记忆合金组织与记忆性能研究(英文) [J], 张盘新;朱明;王乐酉;李重河;翟启杰
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马氏体可逆转变和形状记忆效应在马氏体相变热力学一节中已经讨论到马氏体相变具有可逆性，并将马氏体向高温上的转变称为逆转变或反相变。
碳钢中的马氏体因其加热时极易分解，所以到目前为止尚未观直接察到它的逆转变。
但在一系列铁合金和非铁合金的马氏体相变中均已观察到逆转变的存在，并且在逆转变中亦观察到了表面凹凸现象，凹凸的方向正好和正相变相反。
已发现具有可逆马氏转变的合金有：Fe-Ni，Fe-Mn，Cu-Al，Cu-Au，In-Tl，Au-Cd，Ni-Ti等。
这些合金中的马氏体可逆转变，按其特点不同，可分为热弹性马氏体的可逆转变和非热弹性马氏体可逆转变两类。
热弹性马氏体的可逆转变是近代发展形状记忆材料的基础。
而非热弹性马氏体可逆转变则导致材料的相变冷作硬化，成为材料强化的途径之一。
（一）马氏体可逆转变的特点具有马氏体可逆转变的不同合金中，马氏体相变的热滞后现象有明显差异。
例如，在Fe-Ni合金（以此作为非热弹性马氏体可逆转变的代表）中，A S较M S高420℃，Au-Cd 合金（以此作为热弹性马氏体可逆转变的代表）中A S比M S 仅高16℃，如图3-100所示。
显然，这两种合金马氏体相变的驱动力差别很大，前者很大，后者很小。
因此，它们的相变行为也有很大的差别。
1、共同特点热弹性马氏体可逆转变和非热弹性马氏体可逆转变的共同特点是急速加热和冷却都不能遏制转变的进行。
在连续冷却时两种合金转变量随温度的变化都是连续的，即转变量是转变温度的函数，符合降温形成马氏体动力学的一般规律。
2、不同特点主要表现在M S以下两种合金马氏体的长大方式有着明显的差别。
（1）非热弹性马氏体在Fe-Ni合金中，连续冷却时新马氏体片不断形成，每一片都是突然出现，并迅速长大到极限尺寸。
因此，相变速率是温度下降速率的函数，马氏体是由成核率及每一片马氏体长大后的大小来决定的，而和长大速度无关。
因为Fe-Ni 合金马氏体相变驱动力很大，马氏体片长大速度极快。
复习思考题1.复习思考题1．固态相变和液－固相变有何异同点？相同点：（1）都需要相变驱动力（2）都存在相变阻力（3）都是系统自组织的过程不同点：（1）液－固相变驱动力为自由焓之差△G 相变，阻力为新相的表面能△G表，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G表，而固态相变多了一项畸变能△G畸，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G界面+△G畸（2）固态相变比液－固相变困难，需要较大的过冷度。
2．金属固态相变有那些主要特征？相界面；位向关系与惯习面；弹性应变能；过渡相的形成；晶体缺陷的影响；原子的扩散。
3. 说明固态相变的驱动力和阻力？在固态相变中，由于新旧相比容差和晶体位向的差异，这些差异产生在一个新旧相有机结合的弹性的固体介质中，在核胚及周围区域内产生弹性应力场，该应力场包含的能量就是相变的新阻力—畸变自由焓△G畸。
则有：△G = △G 相变+△G界面+△G畸式中△G 相变一项为相变驱动力。
它是新旧相自由焓之差。
当：△G 相变=G 新 -G 旧 <0 △G 相变小于零,相变将自发地进行(△G界面+△G畸)两项之和为相变阻力。
(1)界面能△G界面界面能σ由结构界面能σst和化学界面能σch组成。
即：σ=σst+σch结构界面能是由于界面处的原子键合被切断或被削弱，引起了势能的升高，形成的界面能。
（2）畸变能阻力—△G畸4．为什么在金属固态相变过程中有时出现过渡相？过渡相的形成有利于降低相变阻力，5. 晶体缺陷对固态相变有何影响？晶核在晶体缺陷处形核时，缺陷能将贡献给形核功，因此，晶体通过自组织功能在晶体缺陷处优先性核。
晶体缺陷对形核的催化作用体现在：（1）母相界面有现成的一部分，因而只需部分重建。
（2）原缺陷能将贡献给形核功，使形核功减小。
（3）界面处的扩散比晶内快的多。
（4）相变引起的应变能可较快的通过晶界流变而松弛。
（5）溶质原子易于偏聚在晶界处，有利于提高形核率。
6．扩散型相变和无扩散型相变各有那些特征？（1）扩散型相变原子迁移造成原有原子邻居关系的破坏，在相变时，新旧相界面处，在化学位差驱动下，旧相原子单个而无序的，统计式的越过相界面进入新相，在新相中原子打乱重排，新旧相排列顺序不同，界面不断向旧相推移，此称为界面热激活迁移，是扩散激活能与温度的函数。
