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本文通过优化合金成分设计,调节Mn、Cr、Ni三种元素的不同含量,设计了1#～9#九种成分不同的Fe-Mn-Si基形状记忆合金,以提高合金的形状记忆效应。采用弯曲变形法,结合合金的力学性能和X射线衍射,研究了不同淬火温度、不同成分合金的形状记忆效应。采用拉伸试验法,结合金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等方法研究了5#Fe-15Mn-5Si-9Cr-3Ni、6#Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni合金的组织特征。 研究结果表明:调整合金成分,可以使合金的屈服强度σ0.2和抗拉强度σb之差值△σ增大,进而提高合金的形状记忆效应。九种不同成分的合金中以5#合金的形状记忆回复性能最佳。 加工后的实验用合金在变形前于一定的温度淬火,以及变形后于一定的温度回复退火均能有效提高合金的形状记忆效应。在650℃下淬火及600℃回复退火试样具有最好的形状记忆效应,在475℃～1000℃内,随淬火温度的升高,合金形状记忆回复率先升高后降低。 5#合金在预应变量为2%时形状记忆回复率达最大值95.19%,预应变量为8%时可回复应变量达最大值5.771%。在2%～10%范围内,随着预应变量的提高,试样形状记忆回复率不断下降,可回复应变量呈先升高后降低的趋势。 经过650℃×30min淬火,5#合金的组织较6#合金组织更为均匀、细化。经过预应变量为8%的拉伸变形后,5#合金中形成了层错带平行分布、高密度的应力诱发ε马氏体,而且交叉不明显,而6#合金形成了大量的位错组织,应力诱发马氏体交叉严重。经过600℃×30min回复退火后,5#合金的γ基体中存在少量未回复的ε马氏体、不能回复的α′马氏体和位错,而6#合金的γ基体中还存在大量交叉的未回复的粗大ε马氏体、不能回复的α′马氏体和缠结的位错胞。 本文主要从管接头的工程应用角度出发,通过调节合金元素成分,使该合金经过适当的预应变量和热处理即可获得良好的形状记忆效应,为今后利用该合金开发产品提供了理论参考。