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Ni-Mn-Ga形状记忆合金,兼具热弹性马氏体相变和磁性转变,可发展为磁性形状记忆合金和热驱动形状记忆合金。其中Ni-Mn-Ga高温形状记忆合金,因其相变温度可调范围大,较好的高温热稳定性,较高的形状记忆性能,原料及制备成本较低等优点引起了研究者的关注,但其多晶材料脆性较大,限制了该合金系的实际应用。如何通过合金化的方法改善其韧性同时保持较好的记忆性能,成为该领域的研究热点之一。本文采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪、差示扫描量热分析仪和室温压缩实验机等,系统研究了 Ti替代Ni55Mn25Ga20合金中的Mn或Ga对合金的显微组织、马氏体相变行为、力学性能和记忆性能的影响规律,并对比研究了 Ni-Mn-Ga-V、Ni-Mn-Ga-Nd和Ni-Mn-Ga-Fe合金的透射电镜显微组织结构。研究结果表明:Ti代Ga:x≤1时,Ni55Mn25Ga20-xTix合金为四方结构马氏体单相组织,2≤x≤6时,合金为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构。相对于马氏体相,γ相为富Ni富Ti相,γ相含量随Ti含量的增加而增加。Ni-Mn-Ga-Ti合金在加热和冷却过程中发生一步热弹性马氏体相变。由于合金马氏体相的c/α和电子浓度的双重影响,随着Ti含量增加,合金马氏体相变温度随之下降,Ms温度从x=0时的317℃ 降到 x=6 时的 175℃。Ti 代 Mn:x≤l 时,Ni55Mn25.xGa20Tix 合金为马氏体单相组织,2≤x≤4时,合金为马氏体相和而心立方γ相组成的双相结构,x=6时,合金为奥氏体相和而心立力γ相组成的双相结构。随Ti含量增加,合金马氏体相变温度显著下降,Ms温度从x=0时的317℃降到x=4时的65℃,x=6时Ms温度低于室温,Ti代Mn对合金的相变温度的降低作用比Ti代Ga更显著。γ相的析出会显著提高合金的抗压强度和压缩变形率,但最大可回复应变降低。2at%Ti替代量时,兼具较高的相变温度,良好的韧性和记忆性能。TEM 实验结果表明 Ni56Mn25Ga11Fe8、Ni56Mn25Ga19-xVx(x=0,4,6)合金的马氏体相由宽度不一的孪晶变体组成,变体成自协作的孪晶关系,变体内有为微孪晶。经标定马氏体相为非调制四方结构,第二相为面心立方结构;Ni54Mn25Ga19Nd2的基体相也为非调制四方马氏体,但其第二相为简单六方结构。