【摘 要】
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随着社会的发展和进步,功能材料及其应用研究越来越广泛,Fe-Mn-Si基记忆合金作为一种新型功能-结构一体化材料,在建筑和医学领域具有非常广阔的应用前景。本文基于Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni、Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C、Fe-15Mn-3Si-8Cr-5Ni-0.1C-2Co三种合金成分对Fe-Mn-Si系合金的记忆效应进行研究,分析C的添加和以Co代Si对实验钢在
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随着社会的发展和进步,功能材料及其应用研究越来越广泛,Fe-Mn-Si基记忆合金作为一种新型功能-结构一体化材料,在建筑和医学领域具有非常广阔的应用前景。本文基于Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni、Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C、Fe-15Mn-3Si-8Cr-5Ni-0.1C-2Co三种合金成分对Fe-Mn-Si系合金的记忆效应进行研究,分析C的添加和以Co代Si对实验钢在不同热处理工艺后的微观组织及其记忆效应的影响,并分析实验钢的力学性能,得出的研究结果如下:（1）研究了固溶时效对三种实验钢记忆效应的影响,结果表明,随着时效时间的增加,三种成分实验钢的记忆效应也随之增加,以2%的Co代替Si,同时添加0.1%的C在5个时效工艺中获得较好的回复率50.32%,趋近于实验钢Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C时效6 h后的形状回复率55%,比实验钢Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni具有更好的记忆效应。（2）分析了固溶时效后三种实验钢的微观组织和记忆效应的变化规律,结果表明,随着时效时间的增加,三种实验钢的热诱发ε马氏体数量呈递减趋势,同时C、Cr元素的偏聚及析出强化母相基体,应力马氏体板条变薄且平行分布,促进应力诱发ε马氏体的相变及其逆相变,提高了实验钢的记忆效应。（3）研究了冷轧预变形退火对三种实验钢记忆效应的影响,结果表明,随着退火时间的增加,除了 Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C实验钢,随着晶粒的继续长大降低了实验钢的记忆效应,通过调节退火参数控制三种实验钢的再结晶晶粒尺寸,使其小于12μm在一定程度上提高了实验钢的记忆效应;由于C的固溶强化,Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C实验钢在各个退火工艺下均具有较高的记忆效应。（4）分析了冷轧预变形后退火的微观组织和记忆效应,结果表明,随着冷轧预变形量的增大,预存α’马氏体的数量先增加后趋于一致,随着退火时间的增加,晶粒长大而增加了热诱发马氏体的数量,通过控制退火时间获得细晶组织减少热诱发马氏体的数量,同时C固溶处理增强母相基体,从而提高实验钢的记忆效应。（5）分析了三种实验钢在不同热处理后的拉伸性能,结果表明,在固溶时效6h、预变形及退火1 h后,实验钢Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C的抗拉强度分别达到各自最高的863 MPa、662 MPa,但是延伸率都较差;通过分析拉伸试样的断口形貌,Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni实验钢的断裂方式为韧窝型延性断裂,由于C、Co的添加,实验钢 Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C 和 Fe-15Mn-3Si-8Cr-5Ni-0.1C-2Co 断裂方式为延性断裂和沿晶脆性断裂。（6）三种实验钢在不同状态显微硬度测试结果表明,在固溶时效处理后Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni实验钢由于存在较多的热诱发马氏体而呈现出较高的显微硬度值;在冷轧预变形及随后退火处理后,Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni、Fe-15Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.1C和Fe-15Mn-3Si-8Cr-5Ni-0.1C-2Co实验钢的显微硬度随退火时间的增加,冷轧位错等缺陷回复、再结晶晶粒粗化而越来越低。
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