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Ni-Mn-Sn系铁磁形状记忆合金的相变与磁性能具有强烈的成分依赖特性,可通过合金化的方法进行调控。本文以Ni50Mn39Sn11合金为基础,分别以Fe、Cu、Co替代Ni,采用真空电弧熔炼法制备了名义成分分别为Ni5o-xFexMn39Sn11(x=0,1,2,3,4,5,6,7)、Ni50-xCuxMn39Sn11(x=1,2,3,4,5,6,7)和 Ni50-xCoxMn39Sn11(x=1,2,3,4,5,6,7)的多晶合金。利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、磁学测量系统(MPMS)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)和万能试验机系统的研究了加入Fe、Cu、Co元素对合金马氏体相变温度、晶体结构、微观组织形貌以及力学性能的影响。EDS结果表明,合金的名义成分与实际成分基本一致,但熔炼过程中由于Mn元素挥发,合金中Mn含量普遍偏低。DSC分析表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金的马氏体相变温度随Fe含量增加而降低。合金的熵变随Fe含量增加,先升高后降低,在Fe含量为2%时达到最大。Ni50-xCuxMn39Sn11合金马氏体相变温度随Cu含量的增加而降低。合金的熵变大体上随着Cu含量的增加而降低。Ni50_xCoxMn39Snn11合金的相变温度随Co含量的增加而降低。合金的熵变无明显的变化规律。XRD测量结果表明,Ni50-xFexMn39Snn11合金中,当0≤x≤4时,合金在室温下为四层调幅正交结构(40)的马氏体相;当5≤x≤7时,合金在室温下为立方L21结构的奥氏体相,并伴随着第二相出现。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金在室温下为40结构的马氏体相;当6≤x≤7时,合金在室温下主要为立方L21结构的奥氏体相并有少量马氏体相。Ni50-xCoxMn39Sn11合金中,0≤x≤4时,合金在室温下为40结构的马氏体相;当5≤x≤7时,合金在室温下马氏体和奥氏体双相共存。微观组织观察表明,Ni50-xFexMn39Snii合金中,当0≤x≤4时,合金室温下的微观组织为板条状马氏体,粗大的马氏体板条中分布着许多小的马氏体板条;当5≤x≤7时,合金室温下的微观组织为奥氏体,并有第二相出现。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金室温下的组织为马氏体,在大的马氏体板条中分布着很多细小的马氏体板条;当6≤x≤7时,合金室温下的微观组织为奥氏体,并有少量马氏体。Ni50-xCoxMnn39Snii合金中,当x<5时,合金室温下为细小的板条状马氏体组织;当X≥5时,合金的室温微观组织为奥氏体和马氏体的混合组织。VSM和MPMS测量结果表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金中,当0≤x≤3时,合金在室温下为顺磁性;当4≤x≤7时,合金在室温下为铁磁性。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金在室温下为顺磁性;当6≤x≤7时,合金为铁磁性。Ni50_xxCoxMn39Sn11合金中,当0≤x≤4时,合金在室温下为顺磁性;当5≤x≤7时合金为铁磁性。由MPMS测量结果可知,50000G磁场下Ni45Fe5Mn39Sn11合金的马氏体逆转变开始温度(As)比50G磁场下降低了 6K,由此可知,该合金能发生磁场诱发马氏体逆相变。然而,,高磁场对Ni45Cu5Mn39Snn11和Ni44Cu6Mn39Sn11合金的相变温度影响不大。50000G磁场下Ni43Cu7Mnn39Sn11合金马氏体逆转变开始温度(As)比50G磁场下降低了 2K,由此可知,该合金亦能发生磁场诱发马氏体逆相变。力学性能测试表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金的断裂强度随着Fe含量的增加先降低再升高。当Fe含量为4%时,合金的断裂强度最低;当Fe含量为7%时合金的断裂强度最高。Ni50-xCuxMn39Sn11合金的断裂强度随着Cu含量的增加先升高再降低。当Cu含量为1%时合金的断裂强度最高。Ni50-xCoxMn39Sn11合金的断裂强度随着Co含量的增加先升高再降低。当Co含量为4%时,合金的断裂强度最高。