【摘 要】Fe基形状记忆合金作为一种具有驱动功能和感知的材料，具有重要的实际应用价值和理论研究意义，自发现Fe基形状记忆合金以来，一直受到学术界和工程界的广泛关注和重视。本文以提高Fe-Mn-Si合金记忆效应为出发点，研究了多向锻造对合金记忆效应的影响规律，在理论上和实际应用上都有非常重要的价值。研究表明，多向锻造处理材料的主要目的是细化材料晶粒，以晶粒的极大细小来改善力学等性能。结果表明，合金组织细化，屈服强度提高，晶粒尺寸小，晶界多，马氏体形核位置较多，从而提升形状记忆效应。
　　【关键词】Fe-Mn-Si系形状记忆合金；形状记忆效应；多向锻造；？着-马氏体
　　一、Fe-Mn-Si基形状记忆合金的记忆原理
　　一般都认为，？着马氏体的可逆转变是由Shockley不全位错的可逆运动完成的，但Shockley不全位错如何运动，其观点尚未统一。
　　在冷却或外应力作用下，通过层错边缘Shockley不全位错的运动形成？着马氏体。？着马氏体为非热弹性马氏体，在变形时不会发生再取向，所以，SME的机制是stress-inducedγ→？着M相变及其逆相变。
　　一般认为？琢'马氏体对形状记忆有不良影响，往往在？着马氏体相交处形成。大应变量可导致？着马氏体交叉几率增大，而有利于？琢'马氏体的形成。
　　二、材料制备
　　实验合金用原始铸态合金加热到六百度然后进行多向锻造，分别对正面、侧面、上面进行锻造。锻造的道次分为1、2、3个道次，并分别装进不同的袋子内。将原始铸态的合金进行固溶处理，将温度加热一千一百摄氏度保温一个小时，然后进行水冷。然后再将进行固溶处理后的合金进行时效处理加热到八百摄氏度并保温半个小时，锻造分为1、2、3个道次。
　　三、实验方法及表征
　　用WDW-100D微机控制万能试验机进行压缩变形，见图2.2，试验机如下图所示。室温条件下，用游标卡尺测出各试样压缩前的尺寸D并记录，然后将各试样在WDW-100D微机控制万能实验机上进行压缩，变形量为5%，测出压缩后试样的尺寸，记录为D1，然后将压缩后的试样放入SX2-2.5-10箱式电阻炉中，在673K时保温10min，进行回复，然后测出回复后试样的尺寸并记录为D2。
　　则试样原始尺寸D，压缩后尺寸D1，回复后尺寸D2与形状回复率之间的关系如下：
　　？浊=■×100%
　　以？浊来评定该合金的记忆效应，？浊越大则形状记忆效应越好。以此评价形变量对合金记忆效应的影响。
　　通过对不同锻造次数以及不同热处理条件下进行压缩量为5%的试样进行测定的？浊值大小的比较，以此评价不同热处理情况下不同锻造次数对合金记忆效应的影响。
　　四、多向锻造道次對不同试样形状记忆效应的影响
　　将多向锻造的试样和原始铸态试样（以下简称铸态）进行压缩变形，然后测其不同锻造次数和不同热处理条件下对其形状记忆效应的影响。
　　由上图可以看出，随着锻造道次的增加，合金的恢复率越来越高，进而说明合金的形状记忆效应越来越好。
　　经过锻造后的形状记忆效应高于铸态的形状记忆效应，其原因是，经过多向锻造的试样的晶粒被大大细化，基体得到了强化，由更多的应力诱发马氏体来承担变形，从而使合金的形状记忆效应得到提高。
　　由这四张图可以看出随着道次的增加晶粒大大减小，晶界增多，晶粒细化可显著提高多晶合金的屈服应力。晶界强化可以有效地抑制塑性滑移的引入，提高应力诱发马氏体前母相的弹性应变能，提高马氏体的可逆性，提高合金的记忆效果。同时，应力诱导马氏体的数量、分布和形貌受到晶粒细化的影响。由于晶粒尺寸小，晶界较多，马氏体的成核位置也较多，因此马氏体体积小，易穿越。渡河时，通过将影响马氏体的反向变化，降低合金的形状记忆效应，然而，由于晶粒细化，使大量的应力诱发马氏体，马氏体维度可以回复明显超过实际的原始铸的标本，在合金形状记忆效应大于原铸的标本。