析出相对FeMnSiCrNi合金形状记忆效应和耐腐蚀性能的影响

摘要

本文通过添加微量C、N和V三种元素，制备了含V(CN)和Cr23C6两种第二相粒子析出物的新型FeMnSiCrNi(V-N-C)形状记忆合金。对比研究了固溶和时效处理析出第二相粒子对该合金显微组织形貌及形状记忆效应和耐腐蚀性能的影响机制与规律。研究表明，时效处理后，合金的晶粒细化，孪晶缺陷减少，大量的第二相粒子V(CN)和Cr23C6在晶界、位错和层错等晶体缺陷处形核并析出。第二相粒子的数量和尺寸随时效时间的延长而增加，晶界处析出粒子随时效的进行逐渐团聚变大，而晶粒内部析出粒子的分布较均匀，粒子的形态主要有类球形、四方形和棒状。合金形状记忆效应的研究表明，时效析出的第二相粒子显著提高了合金的形状记忆性能。时效4h前，形状回复率随时效时间的延长而迅速升高，此后上升缓慢，至时效24 h形状回复率达到最大值；合金的硬度在时效处理后也得到了非常明显的改善，并随时效时间的延长表现出先增加后降低的变化趋势。时效处理前后，合金在0.5MH2SO4溶液中均表现出相似的活化溶解区和钝化区，而时效处理使合金钝化膜的稳定性降低，时效态试样的腐蚀电流密度几乎是固溶态试样的三倍。合金在3.5％NaCl溶液中的耐蚀性较差，并没有钝化现象，主要发生了均匀腐蚀，并产生大量腐蚀坑。时效析出的第二相粒子可作为微阴极，使其周围奥氏体的腐蚀速度加快，并且第二相粒子所占的比例越大合金就会被腐蚀得越严重，但时效24h试样的耐蚀性却有一定程度的好转，主要是因为合金在时效16h时的析出物已几乎达到饱和状态，更长时间（24h）的时效处理可以使第二相粒子周围元素分布的均匀性得以改善。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 铁基形状记忆合金的研究历史和发展现状

1.3 Fe-Mn-Si基合金的形状记忆机理

1.4 Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的影响因素

1.5 Fe-Mn-Si基形状记忆合金耐腐蚀性能的研究现状

1.6 本课题的研究目的和主要内容

第二章 材料制备与实验内容

2.1 合金成分设计及制备工艺

2.2 热处理工艺

2.3 形状记忆性能的测试

2.4 合金的电化学腐蚀行为测试

2.5 合金显微组织的观察与分析

第三章 析出相对合金形状记忆性能与微观组织的影响

3.1 析出相对形状记忆性能的影响

3.2 析出相对合金显微硬度的影响

3.3 析出相对合金微观组织的影响

3.4 本章小结

第四章 析出相对合金耐腐蚀性能的影响

4.1 合金在3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

4.2 合金在0.5 M H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为

4.3 第二相粒子对电化学腐蚀形貌的影响及其腐蚀机理的讨论

4.4 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况的说明

致谢