Co-Al记忆合金的组织结构与性能研究

论文摘要

本文采用光学显微镜、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、物性测量系统以及形状记忆效应测量和室温拉伸试验等,研究了Co-Al合金的制备工艺、组织形貌、相结构、磁性能、形状记忆效应以及力学性能,揭示了成分和时效温度对Co-Al合金组织结构和性能的影响规律。研究表明,室温下退火态Co-Al合金的内部显微组织由母相奥氏体和马氏体相构成,随Al含量升高,在1000℃退火时析出γ-Co相增多,以致经过淬火后,马氏体相逐渐增多;时效态Co-Al合金的内部显微组织由母相奥氏体和马氏体相构成,随时效温度升高,马氏体相逐渐增多。通过分析数据计算了Co-Al合金的形变层错几率和生长层错几率,结果表明,随合金Al含量升高,形变层错几率明显提高;随时效温度升高,形变层错几率明显提高。Co-Al合金在升温和降温过程中发生FCC——HCP马氏体转变及其逆转变,相变温度随Al含量升高而降低。研究表明,室温下退火态Co-Al合金的强度随Al含量升高而升高,室温下时效态Co-Al合金的强度随时效温度升高而降低。Co-Al合金的应变回复率随Al含量升高有显著提高,随时效温度升高也有显著提高。Co-Al合金的磁学特性为软磁性,且饱和磁化强度随Al含量的升高而降低,说明Al元素的加入削弱了合金的铁磁性。通过本文研究,我们认为Co-Al合金是一种性能较好的形状记忆合金,如果能对成分和热处理工艺对形状记忆效应的影响进行深入研究,有望成为性能优良的高温形状记忆合金。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 形状记忆合金的发展历史
• 1.2 Fe基记忆合金发展现状
• 1.2.1 Fe基记忆合金中马氏体相变的晶体学特征
• 1.2.2 Fe-Mn-Si基记忆合金中马氏体相变的驱动力
• 1.2.3 Fe-Mn-Si基记忆合金中的热诱发马氏体和应力诱发马氏体
• 1.3 γ→ε马氏体相变机制和层错在其中所起的作用
• 1.3.1 堆垛层错的形成
• 1.3.2 层错机制
• 1.3.3 极轴机制
• 1.4 Co-Al合金的研究现状
• 1.5 本课题的研究意义及主要研究内容
• 第2章 材料与测试方法
• 2.1 试样制备及热处理
• 2.2 X射线衍射分析
• 2.3 光学显微观察
• 2.4 相变温度测试
• 2.5 磁化曲线测量
• 2.6 时效处理
• 2.7 层错几率计算
• 2.7.1 层错几率的定义
• 2.7.2 层错的衍射峰宽化效应
• 2.7.3 试验方法
• 2.8 拉伸试验
• 2.9 形状记忆效应测试
• 第3章 Co-Al合金的组织结构与马氏体相变
• 3.1 Co-Al合金的显微组织
• 3.1.1 退火态Co-Al合金的显微组织
• 3.2 Co-Al合金的相变行为
• 3.3 Co-Al合金的相结构
• 3.3.1 退火态Co-Al合金的相结构
• 3.3.2 时效态Co-Al合金的相结构
• 3.4 Co-Al合金马氏体的层错几率测定
• 3.5 本章小结
• 第4章 Co-Al合金的性能分析
• 4.1 Co-Al合金的拉伸性能
• 4.2 Co-Al合金的形状恢复性能
• 4.3 Co-Al合金的磁性能
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢