Cu-Zn-Al形状记忆合金中的相变

摘要

Cu-Zn-Al形状记忆合金是一种性能优良,造价低廉的功能材料.成分为Cu-Zn26-Al4的合金在高温直接淬火,发生B2→9R马氏体相变,具有很好的形状记忆效应,优于其它成分的同类合金,其微观结构为矛头状马氏体.经过适当的训练可以获得稳定的双程记忆效应,记忆效应下降很小,而且训练的效率很高;但在交变应力下双程记忆效应严重破坏;在室温下长时间时效没有马氏体稳定化现象,具有实用价值.Cu-Zn-Al合金中存在着未被人们发现的另一种相变过程,称为类流态相变.发生类流态相变的胞区往往伴有晶格的转变,不同相之间的转换.温度、应力的变化以及电场、磁场能够诱发类流态相变.X-ray衍射图谱中的峰高发生明显变化,证明相变过程发生.测量胞区硬度随应力变化的分形维数,证明该相变过程符合分形特征.对不同时刻的胞区的灰度值进行采样,应用相位随机化方法可以证明存在混沌运动.利用薛罗根模型及非线性动力学方程可以在理论上证明这种相变过程是在临界点附近由外界条件改变引起的自组织现象.

目录

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第一章绪论

1.1形状记忆合金

1.1.1 SMA的发展历程

1.1.2 SMA的主要种类

1.1.3 SMA应用举例

1.1.4小结

1.2形状记忆效应

1.2.1马氏体相变与SME

1.2.2 SME的产生机制

1.2.3影响SME的因素

1.2.4小结

1.3分形基本理论

1.3.1分形

1.3.2分维

1.3.3分形理论在材料科学中的应用

1.4非线性基本理论

1.4.1耗散结构

1.4.2非平衡相变

1.4.3涨落

1.5混沌现象简介

1.5.1蝴蝶效应

1.5.2混沌特征

1.5.3研究混沌现象的意义

1.6本课题研究现状

1.6.1课题背景

1.6.2研究现状

1.6.3实用意义

1.6.4创新点

第二章实验部分

2.1实验材料

2.1.1合金熔炼

2.1.2试样制备

2.1.3热处理工艺

2.2实验方法

2.2.1形状记忆性能测定

2.2.2双程记忆效应训练工艺

2.2.3正反交变应力下SME测试

2.2.4金相观察

2.2.5性能测试

2.3仪器设备

第三章结果与讨论

3.1马氏体相变

3.1.1晶体结构

3.1.2相图

3.1.3马氏体相变与SME

3.1.4小结

3.2贝氏体相变

3.2.1 Cu-Zn-A1合金中的贝氏体

3.2.2贝氏体相变与SME

3.2.3小结

3.3类流态相变

3.3.1相变晶体学

3.3.2相变驱动力

3.3.3相变机理

3.3.4小结

第四章结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

攻读硕士期间参加科研情况

致谢