张伟, 李宁, 文玉华, 黄姝珂[1]2007年在《等通道转角挤压FeMnSiCrNiC形状记忆合金时效过程中碳化物析出的研究》文中指出研究了等通道转角挤压后时效处理对FeMnSiCrNiC合金碳化物的析出和形状记忆效应的影响。结果发现,挤压态合金经973K时效处理150min后,平均晶粒尺寸约10μm,同时晶内和晶界处析出大量碳化物。碳化物析出在回复完成前即开始,挤压产生的大量缺陷降低了碳化物析出的激活能,促进了碳化物析出。细晶强化和碳化物析出强化的共同作用显着提高了合金的基体强度,抑制预变形中的塑性变形,使更多的变形由应力诱发马氏体承担。因此,合金形状回复率达到89.4%(预变形4.33%时),比固溶态高120%,比直接时效高40%。
杨世洲, 李宁, 李辉[2]2016年在《Cr_(23)C_6和NbC颗粒析出模式对FeMnSiCrNiC合金组织及形状记忆效应的影响》文中提出采用SEM和XRD方法研究了Cr_(23)C_6和NbC颗粒析出模式对FeMnSiCrNiC合金组织及形状记忆效应的影响。结果表明:FeMnSiCrNiC合金经10%拉伸变形后在1073K温度时效能在较短时间内极大地提高合金的形状记忆效应。Cr_(23)C_6颗粒优先在γ/δ相界面、γ/ε相界面、γ晶界处形核,Cr_(23)C_6颗粒的形核受界面形核机制控制;NbC颗粒优先在γ相晶内的位错、层错等缺陷处形核,NbC颗粒的形核受位错或层错形核机制控制。NbC在热力学方面比Cr_(23)C_6更稳定。
张林[3]2012年在《时效对免训练Fe-Mn-Si基形状记忆合金性能的影响》文中认为FeMnSi基形状记忆合金，作为新一代工程智能材料，以其良好的加工性、优异的焊接性、高强度和高塑性备受关注，但是形状记忆回复较低而限制了其实际应用。本文通过在Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金中添加微量V、N元素，制备一种免训练的形状记忆合金。系统研究了不同时间时效处理对合金形状记忆性、耐磨性及耐腐蚀性的影响，并确定合金获得最佳形状记忆性和耐磨性的时效时间，对合金的开发利用具有重大的现实意义。应用X射线衍射仪（XRD）确定了合金中的物相组成、利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析了时效析出的VN粒子及其分布。分析结果显示，Fe-Mn-Si-Cr-Ni-V-N合金在800℃时效时晶粒内部析出许多细小的分布均匀的纳米尺度的VN粒子，而晶界处析出的VN粒子聚集长大形成长条状化合物。随着时效时间的增加，VN粒子不断长大，但是粒子数量却不会持续增加，16h时效时基体中VN粒子数量几乎达到饱和。合金经过4~8h时效处理，其硬度能够达到350MPa，比未进行时效处理的250MPa提高了40%左右。8h时效处理时析出VN粒子的强化作用最佳，并且VN粒子能为可回复ε马氏体提供最佳形核位置，因此合金的形状记忆性能最佳，回复率高达75%（0℃下4%变形，300℃回复）。本文首次研究了含V+N的Fe-Mn-Si合金时效前后合金耐磨性的变化。结果表明8h时效处理时，析出的均匀细小的VN粒子对基体的强化作用最为明显，合金具有最好的耐磨性。同时发现VN粒子的存在一定程度上改变了合金的磨损形式，干磨损时0h时效试样主要发生黏着磨损，而时效处理的试样尤其是8h时效试样主要发生磨粒磨损，而油磨损时时效试样主要发生磨粒磨损，几乎不存在黏着磨损。本文首次研究了该合金时效前后耐腐蚀性的变化。电化学动电位极化与电化学阻抗谱（EIS）技术研究表明时效处理时VN粒子的析出降低了合金的耐腐蚀性。高温固溶合金的耐腐蚀性最好，8h、16h和24h时效试样基体内析出大量的细小均匀分布的VN粒子，因此在电解液中金属表面形成了许多由微阴极（VN粒子）和微阳极（周围的奥氏体基体）构成的微电池，无数个微阴极加速了基体的溶解，并且短时间内V、N元素无法长程扩散至贫V、N区而使基体成分不均匀，因此8~16h之间时效时合金的耐腐蚀性最差。
刘林林[4]2012年在《Fe-Mn-Si记忆合金约束态的应力诱发马氏体相变》文中认为本文借助材料分析观察手段、恒应变拉伸停载试验以及水泥约束试验,研究了Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni和Fe-17Mn-2Cr-5Si-2Ni-1V形状记忆合金的约束态应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变的特性,并通过静动态防松性能试验和重复使用性能试验对Fe-Mn-Si记忆合金防松螺栓的防松机理、防松性能等的进行了分析和表征。拉伸停载试验分析发现,Fe-Mn-Si(?)记忆合金拉伸变形过程中的恒应变停载,可使其应力诱发γ→ε马氏体相变继续进行,形状记忆效应提高。停载时间0～10min时,Fe-Mn-Si记忆合金的应力诱发ε马氏体的数量和形状恢复率随停载时间的增加而迅速增大；当停载时间超过10 min时,应力诱发ε马氏体量增多变缓并逐渐稳定,形状恢复率却逐渐下降,造成这一现象的原因与应力诱发ε马氏体的稳定化有关。应力松弛试验证明,常温恒应变约束下进行的应力诱发γ→ε马氏体相变,是Fe-Mn-Si(?)记忆合金应力松弛率较大大高于一般材料的根本原因。拉伸过程中恒应变停载0-5 min时,Fe-Mn-Si合金应力松弛率随时间急剧上升,5 min之后,松弛率增加变缓,表明γ→ε马氏体相变主要在前5 min内完成。相同预变形量下Fe-17Mn-2Cr-5Si-2Ni-1V合金的应力松弛率比Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金要低。这是因为应力松弛率代表的是ε马氏体的增量,而停载时Fe-17Mn-2Cr-5Si-2Ni-1V合金的ε马氏体的增量较小,其原因是合金中添加了C、V等元素,可以强化母相,提高材料的真屈服强度,而使应力诱发Y→ε相变需要更大的驱动力,同时,C、V元素的增加会阻碍ε马氏体相交长大。X射线衍射分析发现,水泥基体约束的Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金应力诱发ε→γ马氏体逆相变的终止温度Af较非约束下的Af显着提高,而起始温度As却相差不大。表明Fe-Mn-Si(?)记忆合金约束状态下的ε逆相变,需要更高的相变驱动力。同非约束状态一样,Fe-Mn-Si(?)记忆合金的约束下的逆相变温度区间(Af—As)随预变形量的增加而增宽。在约束状态下,水泥基体对Fe-Mn-Si记忆合金逆相变变形协调的抑制,是其逆相变困难、相变终止温度Af提高的主要原因。静态防松性能试验表明,Fe-Mn-Si(?)记忆合金防松螺栓的防松效果非常明显。随着恢复温度的升高,Fe-Mn-Si记忆合金防松螺栓的摩擦力矩越来越大,基于形状记忆效应轴向摩擦力矩和径向摩擦力矩均有所增加,当恢复温度为500℃时,防松摩擦力矩是普通螺栓的2.97倍。在相同恢复温度下,Fe-Mn-Si(?)记忆合金防松螺栓在一定的预变形范围内,变形量越大,防松摩擦力矩就越大,基于形状记忆效应的轴向摩擦力矩和径向摩擦力矩对防松摩擦力矩的贡献也越大。重复使用性能试验表明,控制Fe-Mn-Si记忆合金防松螺栓的恢复温度,既可以保证螺栓的防松性能,又可以使螺栓具有重复使用的性能。Fe-Mn-Si记忆合金防松螺栓动态防松试验表明,在横向载荷(振动、冲击和荷载)作用下,Fe-Mn-Si记忆合金螺栓的防松寿命大大高于普通螺栓。
张伟[5]2007年在《第二相方向性析出和晶粒细化提高FeMnSiCrNi基合金记忆效应的研究》文中研究指明Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金具有生产成本低、加工性能好、成本低和相变热滞大(A_f-M_s)等优点，但仍未获得广泛的工程应用。本文在阅读和分析国内外大量文献资料的基础上，将Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金应用存在的关键问题归纳为以下叁点：(1)形状记忆效应不理想，可回复应变量低，现有的提高形状记忆效应(SME)最有效的方法为热机械循环，但工艺复杂，难以满足实际的工程应用；(2)合金回复应力较低；(3)低温时回复应力低温松弛率过高。为了开发出一种免训练，同时具有好的SME、高的回复应力和低的低温松弛的FeMnSiCrNi材料与工艺，本文提出了(a)第二相方向性析出提高SME和回复应力与(b)晶粒细化提高合金SME和回复应力、抑制低温松弛这两个构想，开展了以下具体工作。通过形变后时效的方式实现了在FeMnSiCrNi合金中定向析出第二相的构想，定向析出第二相后，合金形状回复率达到89％(预变形量5％)，比固溶态高63％，比直接时效最佳回复率高26％。研究发现预变形10％后时效，在Fe13.53Mn4.86Si8.16Cr3.82Ni0.16C合金晶粒内析出大量方向性的Cr_(23)C_6第二相，数量显着多于直接时效合金，且尺寸仅为直接时效合金的一半。SEM原位观察和TEM组织分析证实第二相定向析出的根本原因是时效前预变形获得的线性γ／ε界面对第二相析出的诱导作用。原位分析显示形变后时效获得的方向性Cr_(23)C_6与时效前的γ／ε界面具有良好的对应关系。TEM分析显示预变形获得的部分γ／ε界面在1073K保温时，需要较长时间才能完成回复，在此过程中，第二相的析出同步完成。实际上，在这些γ／ε界面回复的过程中，第二相形核较短时间(2min)就开始；随着时间增加，γ／ε界面进一步回复，更多的第二相在此过程中形核，界面回复的自由能也用于第二相形核；时效时间超过60min后，界面基本消失，第二相的形核也完成。通过电阻法、XRD、SEM、TEM等研究了第二相方向性析出提高SME的机制。XRD和电阻法分析显示形变时效合金经相同预变形后，应力诱发马氏体数量多于固溶态和直接时效合金；加热回复后，发生逆转变的应力诱发马氏体量也显着多于后者，这是形变时效合金获得好的SME的直接原因。具体机理为：一方面是由于形变时效析出的第二相对基体的强化效果显着大于直接时效，同时第二相析出降低了应力诱发马氏体临界应力，增大了奥氏体基体的屈服强度σ_p与应力诱发γ→ε马氏体相变临界应力σ_(SIM)之间的差值Δσ_m；另一方面方向性第二相析出将基体分割成更多更小区域，避免了不同区域马氏体的交叉碰撞。通过控制时效前预变形量、预变形温度、时效工艺参数等可以有效控制FeMnSiCrNiC中γ／ε界面的数量和方向性，从而控制时效后析出第二相的数量和方向性。研究发现单一方向的第二相能将奥氏体晶粒分割成更多数量的小区域，减少不同区域内应力诱发ε马氏体的交叉碰撞，有利于提高马氏体片的可逆转变性。本文通过试验优化出室温预变形10％，时效工艺1073K／300min的最佳工艺。研究发现形变时效同时提高合金回复应力，其主要原因为：(a)形状回复率得到提高；(b)第二相的大量析出提高合金的中温强度，抑制约束条件下冷却过程中产生的塑性变形。本文还发现定向析出第二相合金回复应力的低温松弛率高于固溶态和直接时效合金。但即使产生低温松弛，形变时效合金在低温(240K)时回复应力仍高于固溶态和直接时效合金。本文还模拟了自然条件下温度循环对铁基合金回复应力的影响，发现冷却至低温时发生回复应力松弛，冷却后升温过程中，由于热膨胀导致回复应力继续降低，据此提出了回复应力热膨胀松弛的概念，建议将冷却至低温后再次升温后的回复应力作为工程应用的关键衡量参数。为实现制备块状细晶FeMnSiCrNi合金的构想，本文采用等通道转角挤压技术(ECAP)，利用1～2道次挤压引入较大变形量，随后进行一定的退火处理促进变形组织的回复再结晶，获得平均晶粒尺寸约5.0μm的细晶合金。研究发现细晶FeMnSiCrNi合金预变形量从4.33％增加到12％时，细晶合金回复率降低较少，说明塑性变形被有效抑制；较低温度(200K)预变形4.33％后，获得95％的回复率。晶粒细化对FeMnSi基合金形状回复率的影响在于：(a)晶粒细化同时提高合金塑性变形所需的临界应力和应力诱发马氏体临界应力，但增加塑性滑移临界应力σ_p与应力诱发γ→ε马氏体相变临界应力σ_(SIM)之间的差值Δσ_m；(b)减少应力诱发马氏体的交叉碰撞，有利于提高应力诱发马氏体的可逆转变性。晶粒细化显着提高FeMnSiCrNi合金的回复应力，细晶合金室温回复应力达到460MPa，是固溶态合金的3倍。其机理在于晶粒细化大幅度提高合金中温强度，抑制约束状态下冷却过程中因塑性滑移造成的回复应力松弛，冷却到室温后获得较高的回复应力。另一方面，晶粒细化降低合金M_s温度，提高合金应力诱发马氏体临界应力，因此抑制冷却到低温时二次应力诱发马氏体的发生，可以有效的解决FeMnSiCrNi合金回复应力低温松弛的问题。本文最后将形变诱导第二相析出的构想引入ECAP态合金中，利用ECAP引入的大量位错等晶体缺陷促进第二相析出。研究发现第二相优先在位错和滑移带处形核，形核过程伴随着合金回复再结晶的过程，交错完成。第二相的析出一定程度上抑制回复再结晶的进行，尤其是抑制了较高温度时细小晶粒的粗化。基体在第二相和晶粒细化的综合作用下显着强化，Fe19.04Mn4.98Si8.50—Cr4.59Ni0.12C合金经ECAP后时效，在室温预变形4.33％时获得89％的形状回复率。
官源林, 李华峰, 杨熙鑫, 狄思思[6]2015年在《弹性模量对柔性仿生鱼尾振动行为的影响》文中认为针对采用各向同性材料为基板的仿生鱼尾刚度大、变形小的情况,研究基板材料弹性模量对于柔性复合型仿生鱼尾振动行为的影响。首先,通过使用粗压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)作为驱动器,设计了一种柔性仿生鱼尾结构,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了具有相同泊松比和密度的基体材料在不同弹性模量下的鱼尾振动情况,得出鱼尾摆动位移与弹性模量间的极值关系;然后,对比此种弹性模量下各向同性材料与各向异性材料,得到各向异性材料适合作为基体材料的结论;最后,根据仿真结果制备出各向异性基体材料,与MFC相结合得到柔性鱼尾,再对其进行振动性能测试实验。实验结果验证了数学模型的合理性及设计的可行性。
周伟[7]2019年在《智能土木结构在现代建筑结构中的具体应用》文中进行了进一步梳理文章简述了智能土木结构的概念和作用,分析了智能土木结构在现代建筑结构中的应用现状,并就提高智能土木结构在现代化建筑结构中应用效果提出了两点对策,包括提高智能传感技术和大力发展节能新技术,以促进智能土木结构在建筑行业的进一步应用。
戢广禹, 庄鹏, 何骁[8]2018年在《SMA弹簧-摩擦阻尼器的滞回性能试验研究》文中研究说明将大尺寸SMA弹簧与摩擦耗能装置进行组合,形成一种新型SMA弹簧-摩擦阻尼器(SMA spring-friction damper,SFD)。该阻尼器通过滑动摩擦和SMA超弹性协同耗能,满足工程结构对减震装置大位移和大输出力的要求。分别采用簧杆直径为12,16mm的SMA螺旋弹簧,设计2种SFD试件,对其进行往复荷载作用下的滞回性能试验研究。研究SFD在不同加载速率、位移幅值及摩擦板法向力影响下的滞回性能变化规律。研究结果表明,SFD具有良好的耗能能力。
李亮, 徐永清, 何晓清, 李川[9]2019年在《叁种内固定器械固定中足损伤的生物力学比较》文中研究指明目的 评价新型镍钛记忆合金叁角固定器在治疗中足损伤中的固定稳定性,通过比较3种内固定在中足外侧柱移位性损伤中对前足足底压力分布的影响并对其生物力学进行分析,为选择内固定提供实验参考。方法 取6只成人下肢尸体冷冻标本。制成第4、5跗跖关节骨折脱位模型,对4、5跗跖关节进行记忆合金叁角固定器固定,H型接骨板固定,2.0 mm克氏针固定,克氏针分别从4、5跖骨打入骰骨。经加载600 N后,通过Tekscan压力传感器,测量前足足底压力的变化,应用ElectroForce~?3510高精度生物材料试验系统机进行轴向压缩力学测试,分别计算刚度值,并进行统计学分析。结果 第4、5跗跖关节分别用叁角固定器、钢板、克氏针固定后,第4、5跖骨头下的峰值压力则较骨折脱位状态有所增大,第2、3跖骨头下的峰值压力较骨折脱位状态下都有所减小,差异有统计学意义(P<0.05)。叁角固定器组第4、5跖骨头下压力峰值与正常组相近。钢板固定组、记忆合金叁角固定器、克氏针固定组组对外侧柱脱位固定后与正常组相比足部总体压缩刚度值无显着差异(P>0.05),疲劳试验后克氏针固定组静态压缩刚度较疲劳试验前明显减少,差异有统计学意义。结论 记忆合金叁角固定器治疗跗跖关节外侧柱损伤其恢复足底压力的能力及生物力学稳定性良好,为镍钛记忆合金叁角固定器内固定器的临床应用提供生物力学依据。
唐瑞, 杨晓亮, 赵安中, 吴洋, 董明雷[10]2018年在《重庆市新材料产业现状分析(下)》文中研究表明四、高性能纤维及复合材料高性能纤维,是指具有特殊的物理化学结构、性能和用途,或具有特殊功能的化学纤维。按其化学组成来分,可简单地分为有机和无机高性能纤维两大类。以其性能可分为高强度/高模量纤维、耐高温纤维、耐腐蚀纤维、抗燃纤维,以及功能纤维、
参考文献：
[1]. 等通道转角挤压FeMnSiCrNiC形状记忆合金时效过程中碳化物析出的研究[J]. 张伟, 李宁, 文玉华, 黄姝珂. 稀有金属材料与工程. 2007
[2]. Cr_(23)C_6和NbC颗粒析出模式对FeMnSiCrNiC合金组织及形状记忆效应的影响[J]. 杨世洲, 李宁, 李辉. 材料热处理学报. 2016
[3]. 时效对免训练Fe-Mn-Si基形状记忆合金性能的影响[D]. 张林. 天津大学. 2012
[4]. Fe-Mn-Si记忆合金约束态的应力诱发马氏体相变[D]. 刘林林. 大连海事大学. 2012
[5]. 第二相方向性析出和晶粒细化提高FeMnSiCrNi基合金记忆效应的研究[D]. 张伟. 四川大学. 2007
[6]. 弹性模量对柔性仿生鱼尾振动行为的影响[J]. 官源林, 李华峰, 杨熙鑫, 狄思思. 振动.测试与诊断. 2015
[7]. 智能土木结构在现代建筑结构中的具体应用[J]. 周伟. 智能建筑与智慧城市. 2019
[8]. SMA弹簧-摩擦阻尼器的滞回性能试验研究[J]. 戢广禹, 庄鹏, 何骁. 施工技术. 2018
[9]. 叁种内固定器械固定中足损伤的生物力学比较[J]. 李亮, 徐永清, 何晓清, 李川. 中国临床解剖学杂志. 2019
[10]. 重庆市新材料产业现状分析(下)[J]. 唐瑞, 杨晓亮, 赵安中, 吴洋, 董明雷. 功能材料信息. 2018
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