一、Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析（论文文献综述）
纪春萌[1]（2021）在《时效处理对FeMnAlNi力学性能及其腐蚀行为的影响》文中指出多晶合金FeMnAlNi作为一种新型的铁基形状记忆合金,拥有良好的记忆性,并且在很宽的温度范围内表现出优异的超弹性,具有潜在的应用前景。但该体系基于热弹性马氏体相变的合金强度偏低,迄今为止对于不可或缺的腐蚀评价鲜有报道。本论文通过掺入微量的C元素,制备出一种具有超弹性的FeMnAlNi合金。经过熔炼、凝固、均质化处理、锻造和轧制,得到1mm厚的冷轧板材。通过OM、SEM、AFM、TEM、XRD、拉曼光谱仪等手段,进行了各阶段组织观察与结构解析;通过拉伸实验、浸泡实验、电化学实验等方式,对比研究了时效时间（0-12h）对FeMnAlNi合金力学性能以及腐蚀性能的影响。结果表明,FeMnAlNi合金主要由高温相奥氏体α相和低温相马氏体γ相组成。经过高温固溶处理后淬火处理,可以得到α单相结构;随循环热处理次数的增加,（1250℃,30 min?900℃,45 min,为一个循环热处理,最后在1250℃保温1h,水冷）,晶粒异常长大,超弹性有所提高;200℃时效0-12h的试样经TEM观察,发现与母相共格的B2相的存在;当时效时间延长时,B2相逐渐长大,同时合金试样的硬度显着提高（最大HV:530）;在6%拉伸变形下,超弹性应变在时效1 h时达到最大（3.97%）,可回复应变率在时效3h时最大（89.7%）;经过时效处理的腐蚀速率比未时效处理的腐蚀速率要低,其中200℃时效3h时的腐蚀速率为0.08 mm/a;电化学阻抗谱显示,200℃时效3h时的阻抗半径最大,极化曲线结果显示200℃时效3h时自腐蚀电位最正,为-0.37 V,200℃时效3h试样耐腐蚀性能最好。
孙德平,鞠恒,宋立国,苑海超,吕雨奇[2]（2021）在《Fe-Mn-Si形状记忆合金电阻率特性》文中研究说明为分析Fe17Mn5Si10Cr5Ni形状记忆合金（SMA）电阻率与奥氏体（γ）→ε马氏体相变及其逆相变的关系,通过动态电阻测量系统、X射线衍射（XRD）、金相显微镜等,观测拉伸和加热过程中SMA电阻率、物相组成和显微组织的变化.结果表明:在0%～7.0%拉伸应变过程中,SMA电阻率随着拉伸应变的增加而增大;在γ→ε马氏体相变期间,SMA电阻率的增幅变大,且与ε马氏体含量的变化规律保持一致;5.0%拉伸应变的SMA试样在加热及冷却过程中,其电阻率与温度成正相关关系;在γ→ε马氏体逆相变期间,SMA电阻率的增幅随着ε马氏体含量的减少而变小.
任德春[3]（2020）在《增材制备Ti-Ni合金及其性能研究》文中研究表明Ti-Ni合金具有高温下稳定的奥氏体和低温下稳定的马氏体两种不同的相,孪晶马氏体、去孪晶马氏体和奥氏体三种不同的晶体结构,并通过三种结构之间的六种转变方式实现形状记忆效应或超弹性。同时其还具有优异的力学、耐腐蚀和生物相容性等性能,使得其在工业、医疗和日常生活中得到广泛的应用。但是Ti-Ni合金制备和加工过程中存在的困难限制了其进一步的应用,增材制备Ti-Ni合金技术的出现为其应用范围的扩大提供了希望。然而,目前增材制备Ti-Ni合金的研究尚处于起步阶段,因此研究增材制备参数对Ti-Ni合金性能的影响显得尤为重要。本文系统研究了 SLM增材制备参数对Ti-Ni合金性能的影响,及其后处理改性和多孔样品的性能,研究结果表明:使用粒度范围为15～60 μm的Ti-Ni预合金粉末进行SLM增材制备,固定激光功率、扫描间距和预合金粉末层厚度分别为200 W、100 μm和50 μm,激光扫描速率为1000 mm/s时得到相对密度为99.5%的SLM增材制备实体块状样品。此时的输入能量密度为40 J/mm3,且样品与常规铸态样品相比具有高的压缩断裂强度和低的压缩断裂应变。改变激光扫描速率会在样品内部形成不同种类的缺陷,但对Ti-Ni合金的相组成、相变行为以及显微硬度的影响较小。对采用最佳打印参数制备的样品进行HIP热处理改性,通过使组织均匀化和消除冶金缺陷等的共同作用将其拉伸断裂强度和塑性分别较打印态提升63.7%和23.2%。实体块状样品室温下主要由B19’孪晶马氏体组成,但增材制备过程中较快的冷却速率会使得B2相在室温下得到保存,而特殊的热循环过程、大量的位错以及晶界Ti2Ni相在局部区域形成的应力场使样品出现R相,并导致增材制备Ti-Ni样品的相变温度As小于Ms。而Ti2Ni相的析出使得基体中的Ni含量升高,并且Ti2Ni相析出对基体相变温度降低的效应大于Ni挥发所造成的相变温度升高的效应,造成SLM制备Ti-Ni合金的相变温度低于预合金粉末的相变温度。热等静压过程并不改变棒状拉伸样品的相组成,而高温和高压都会影响样品的相变温度,但是者本身的影响均不如在炉冷过程中Ti2Ni相析出行为对相变温度影响的效应大。SLM增材制备高孔隙率Ti-Ni多孔样品的加热和冷却过程均为单步相变,各相变点的温度低于原始预合金粉末,Ms相变点温度低于As,且其压缩强度、弹性模量和疲劳性能均随孔隙率的增大而降低。样品应力疲劳过程中存在相变行为,使得疲劳裂纹萌生阶段延长且滞后回线变为滞后环。滞后环的形成与二次裂纹和裂纹尖端的偏折使得其疲劳寿命达106时,归一化后测试应力与屈服应力的比值可达0.24～0.33,高于一般多孔材料。样品的整个疲劳失效过程由循环蠕变和疲劳损伤构成,循环蠕变为疲劳失效主要原因。本文研究了热处理温度对EBM用预合金粉末性能的影响,确定了 EBM打印过程中底板和粉末层的最佳预热温度,并制备出致密度良好的实体样品。结果表明:EBM用53～106 μm Ti-Ni预合金粉末与SLM用15～60 μm预合金粉末不同,其表面卫星球数量增多,部分大直径粉末表面出现轻微的包覆现象,同时组织和成分的不均匀、内应力和位错的引入使得EBM用预合金粉末不同于SLM用预合金粉末的单步相变过程而呈现多步相变。随着热处理温度的升高EBM用预合金粉末由多步相变逐渐于550℃转变为单步相变,相变点也随着热处理温度的升高而升高,热处理温度在650℃后保持稳定。结合预合金粉末的烧结状态,确定EBM最佳预热温度确定为750℃。EBM制备参数FO和SF的多种组合均可以制备出相对密度大于97%的等原子比Ti-Ni合金块体。与SLM制备等原子比Ti-Ni合金块体不同,EBM制备Ti-Ni合金块体相变温度大于所使用预合金粉末的相应相变点温度,但制备参数FO和SF的改变对制备样品的相组成、相变温度以及显微硬度的影响规律与SLM制备块体相同。FO和SF的改变可以在Ti-Ni合金块体样品中引入不同的打印缺陷,其中贯穿型裂纹缺陷会使压缩力学性能大幅度降低。
郑伟[4]（2020）在《缺陷掺杂对NiTi合金马氏体相变的影响》文中进行了进一步梳理近年来,缺陷掺杂对NiTi形状记忆合金马氏体相变的影响备受关注,但主要研究集中在点缺陷掺杂,尚鲜有关于面缺陷（晶界）、位错及异种缺陷共同掺杂的研究报道。本文制备了多种缺陷掺杂的NiTi合金,研究缺陷对马氏体相变行为、超弹特性的影响。为研究Fe元素、晶界及位错缺陷掺杂对马氏体相变的影响,本文采用真空电弧熔炼、锻造、拔丝及退火制备了不同晶粒尺寸（15 nm～10μm）的等原子比NiTi合金丝材、Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）记忆合金丝材,以及位错掺杂的Ti50Ni47Fe3合金丝材。研究表明:随晶界密度增加（晶粒尺寸减小）,纳米晶等原子比NiTi合金的B2→R相变温度略有降低,当晶粒尺寸为14 nm时,其在室温下展现完全超弹特性,超弹温域宽于粗晶NiTi合金,且其超弹应力对温度的依赖性小于粗晶NiTi合金。当Fe元素和晶界（纳米晶）共同掺杂时,随总缺陷密度的升高,降温过程无明显放热效应;而电阻呈现持续异常升高,且不存在温度滞后,其异常升高的起始温度决定于Fe元素含量,此现象类似于“应变玻璃”现象。对于Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）合金,当X=3时,若平均晶粒尺寸为15 nm,呈现出类“应变玻璃”现象。当X=4.5时,若晶粒尺寸不超过30 nm,则呈现类“应变玻璃”现象。研究还表明,Ti50Ni50-xFex（2≤x≤4.5）合金的屈服强度、超弹应力及其温度依赖性均取决于晶界、Fe元素及位错掺杂。通过调控此三类掺杂缺陷,提高了合金的屈服强度、超弹应力,降低了超弹应力的温度依赖性,获得了NiTi基记忆合金呈现高超弹应力的不同温域,实现了其在宽温域呈现高超弹应力。
黄诗涵[5]（2020）在《纳米晶Ni52Ti48形状记忆合金的制备及变形行为研究》文中进行了进一步梳理近年来器件的发展逐渐趋于小型化与轻质化,对Ni Ti形状记忆合金的高超弹应力和环境服役能力提出了新挑战。已探知,纳米晶Ni Ti记忆合金具有高的屈服强度与超弹应力;提高Ni Ti合金中的Ni含量也可以提高超弹应力,同时能够降低Ms,因此可以降低超弹下限温度,拓宽超弹温域。但由于高Ni-Ni Ti记忆合金室温塑性较差,难以通过传统的方法制备纳米晶材料。本文中,利用“固溶原子析出增塑+机械回溶（非晶化）+低温晶化”首次制备出纳米晶Ni52Ti48（at.%）记忆合金,研究其微观结构、相变与变形行为,以及经时效处理后材料的微观组织结构、相变与变形行为。本文的主要研究内容及结果如下:高Ni含量（Ni含量≥51.5 at.%）的Ni Ti记忆合金塑性变形能力差,无法通过常规冷变形将晶粒纳米化。我们受珠光体钢中,渗碳体能够在冷变形中完全回溶至基体的启发,通过时效处理使得Ni52Ti48记忆合金中过饱和Ni原子析出形成Ni4Ti3相,降低基体Ni含量,提升其塑性变形能力,再通过冷拔大变形将Ni4Ti3回溶,同时将材料非晶化。最后经过低温晶化退火,首次获得了纳米晶Ni52Ti48记忆合金。所得纳米晶Ni52Ti48记忆合金平均晶粒尺寸为10 nm。原子探针结果表明纳米晶Ni52Ti48中存在明显Ni原子晶界偏析现象,即晶界附近Ni原子浓度最高可达60%（at.%）,而晶粒内部Ni含量约为49%（at.%）。纳米晶Ni52Ti48记忆合金能够在-180℃至120℃这一超宽温域展现出高强度与良好的超弹性,室温下超弹应力达1.1 GPa,断裂强度达2.1 GPa,填补了宽温域高强度形状记忆合金领域的空白。我们还发现纳米晶Ni52Ti48的晶粒尺寸较Ni50.2Ti49.8合金具有更好的退火温度稳定性,即其晶粒尺寸退火温度敏感性低,推测可能是材料内部Ni原子偏聚在晶界处使得晶界的迁移能力下降所导致。我们发现在低温长时间时效的纳米晶Ni52Ti48记忆合金（平均晶粒尺寸为29nm）中发现Ni4Ti3相,系首次在纳米晶Ni Ti记忆合金中直接观察到Ni4Ti3相的存在。时效后的纳米晶Ni52Ti48记忆合金由于晶粒尺寸增大,Ni含量降低,其超弹性及超弹温域较时效前有所下降。Ni4Ti3析出相在基体变形过程中展现出超大的晶格应变（～4.3%）,远高于粗晶中Ni4Ti3析出相的最大晶格应变（～2.7%）。
丁扬[6]（2020）在《基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究》文中进行了进一步梳理采用增材制造技术制备记忆合金结构件,实现形状记忆合金和增材制造技术的有机融合,已成为智能材料制造领域研究的一个重点主题。然而,增材制造过程中极易产生元素烧损、晶粒粗大等问题,造成较大的形状记忆功能损失。针对这一问题,本文提出以“高沸点外皮包裹低沸点合金元素粉末”的粉芯丝材,作为增材制造形状记忆合金用材,且通过将粉芯中部分合金元素纳米化,以引入纳米效应等改性作用,进而抑制形状记忆合金增材制造过程中记忆功能损失的研究思路;同时,选择具有价格低廉、记忆效应稳定、强度高等优点的Fe基记忆合金为研究对象,开展基于微纳粉芯丝材的形状记忆合金增材制造相关研究,阐明了Fe基记忆合金粉芯丝材增材制造过程、工艺、组织、性能,并探究微纳粉芯丝材中纳米组分对Fe基记忆合金增材制造记忆功能损失的抑制效果;从而,推动Fe基记忆合金的广泛应用,并丰富和发展增材制造用材,尤其是增材制造用粉芯丝材及其相关理论。本文完成的主要工作和获得的主要结果如下:（1）分析了Fe基记忆合金单道单层、单道三层电弧增材制造过程中的温度场,以此为依据,确定了电弧增材制造Fe基记忆合金中的元素比例影响程度最小的参数选取,进而获得了电弧增材制造的初步工艺窗口,并研究了单道三层熔融沉积层下的Fe基记忆合金增材制造过程中的温度场变化规律。研究表明,在多次的熔融沉积过程中,前一层已经熔融沉积完成的沉积区域,超过2/3区域出现重熔现象,使易烧损Mn、Si等元素产生二次乃至多次元素烧损;同时,在第三层熔融沉积过程中,各监测点最高温度逼近4000℃,将会进一步加速元素烧损。（2）研究了Fe基记忆合金粉芯丝材的制备及电弧增材制造工艺。通过对圆管法工艺阐述、扎尖-拉拔一体化拉丝设备研制、粉料填充配比模型计算、拉丝前钢管高温防氧化处理等研究,获得了Fe基记忆合金粉芯丝材制备的全流程工艺方法;同时,采用正交实验优化,以单道三层沉积层的表面光滑和表面平整程度等级μ为评价指标,确定了微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金的最佳工艺参数。研究表明,在电流大小I=190A、熔融沉积速度大小V=0.4 m/min、层间冷却时间大小T=45 s时,合金表面焊道较为平直光滑,试样内部形貌完好,无气孔、空洞、裂纹等缺陷。（3）考察了四种纳米硅含量掺杂的的粉芯丝材电弧增材制造Fe基记忆合金的铸态、均匀化及固溶组织。研究表明,纳米硅的掺杂打断了铸态组织的生长,铸态特性随着纳米硅掺杂量的增多逐渐消除,均匀化与固溶处理后铸态组织得到全部消除;同时,与常规微米粉粉芯丝材制备下的记忆合金相对比,分别掺杂占Si元素总量10%、30%、50%纳米硅制备出的Fe基记忆合金的组织得到细化,相应地其硬度分别提升了5.22%、11.99%、20.10%;此外,Mn元素的烧损量相比于常规粉芯丝材也要小,其中掺杂30%纳米硅烧损降低了24.17%。（4）研究了四种纳米硅含量掺杂的粉芯丝材电弧增材制造Fe基记忆合金的形状记忆性能,通过观察形变回复前后的组织,解释了纳米硅掺杂对于形状记忆性能变化的影响,并阐明了纳米硅掺杂对Fe基记忆合金电弧增材制造中形状记忆损失的抑制作用。研究表明,所掺杂的纳米硅对形状记忆性能有不同程度的改善,在掺杂占Si元素总量30%的纳米硅时,其形变回复率提高了244%;纳米硅掺杂对增材制造形状记忆性能损失的抑制作用主要表现为,抑制合金元素烧损、抑制合金强度下降、增加?马氏体数量、抑制不可逆α’马氏体生成四个方面。
宋景睿[7]（2020）在《形状记忆合金管道接头连接性能的研究》文中指出管道连接作为一种简单便利、方便可靠的连接方式已经逐渐成为各国主要的物资运输方式之一,并对各国经济和社会的发展提供了很好的推动作用。目前,管道连接主要有两种连接方式,一种为传统焊接,另外一种为法兰连接,这两种连接方式都有着一定的弊端。因此,本文采用形状记忆合金这样一种新型材料作为管道连接件,从而使得被连接钢管很好的连接到一起。采用形状记忆合金管道连接件对管道进行连接可以避免传统连接方式中管道连接处被腐蚀造成的泄露,同时,形状记忆合金具有良好的形状记忆效应和高强耐久性从而保证了管道之间的紧密连接,防止管道泄露。作为一种新型管道连接方式,形状记忆合金管道接头结构的有限元数值分析中,对形状记忆合金管接头的合理模拟成为关键所在。因此,将形状记忆合金管接头看作为一个整体,同时给出其相应的本构关系将会大大简化形状记忆合金管道接头数值模拟的难度。具体研究内容如下所述:（1）通过对形状记忆合金管道接头的模拟与实验分析可得:形状记忆合金管道连接件和被连接钢管的径向应力沿轴向方向分布较为均匀,环向应力在轴向方向、径向方向上分布非常均匀,且环向应力数值远大于径向应力数值.在SMA管道连接件两端与被连接钢管相接触的部位发生应力集中现象,因此可考虑在SMA管道连接件两端设置内倒角以缓解该部位处的应力集中现象。（2）通过对SMA管道接头连接性能进行试验分析,同时,基于Auricchio、Taylor提出的SMA本构方程,采用ABAQUS有限元软件对SMA管道接头的连接性能进行数值模拟研究.研究在轴向荷载作用下形状记忆合金（SMA）管道接头的连接性能,为SMA管道连接件的设计提供依据。结果发现在SMA管道连接件两端与被连接钢管相接触的部位,发生应力集中现象。随着过盈量的增加或者SMA管道连接件壁厚的增加,SMA管道连接件与被连接钢管之间的径向应力、SMA管道接头的极限轴向拉伸荷载均随之增大。（3）采用ABAQUS有限元软件对形状记忆合金管接头进行数值模拟分析,从而得到形状记忆合金管接头的荷载-位移曲线,进一步利用式σ=Eε得到形状记忆合金管道接头的等效应力-应变曲线。通过对形状记忆合金管道接头的等效应力-应变曲线的分析提出的SMA本构方程,通过ABAQUS软件对SMA管道连接接头进行一系列数值模拟计算,利用SPSS对影响SMA管道接头试件拉伸的主要影响参数进行相关性分析,从而构建其本构关系。
陈健华[8]（2019）在《激光熔覆稀土及碳化钨增强Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层》文中研究说明针对目前激光熔覆残余应力过大导致涂层容易开裂的问题,课题组前期开发了Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层,该涂层通过“应力自适应特性”可释放残余组织应力及热应力,并具有良好的耐磨性及接触疲劳强度。然而,该涂层显微硬度仅有240HV0.2左右,限制了其产业化应用。本文通过micron-WC、nano-WC及Y2O3对Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层进行掺杂改性,研究粉末成分对复合涂层组织结构与力学性能的影响,揭示涂层组织与力学性能之间的相互作用规律;探索复合涂层固溶处理后,组织结构与力学性能的演化规律;研究复凝固过程中的涂层中应力诱发马氏体相变的过程,揭示相变过程中的微观组织转变过程及机理。通过上述研究,构建一种低残余应力、高力学性能涂层可控制备的方法。首先,采用304不锈钢作为基材,在其表面激光覆micron-WC和Y2O3强化的Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层。通过调控激光器的比能量输入,得到的最佳工艺参数为激光功率P=4 kW、扫描速度v=15 mm/s、光斑尺寸为10 mm×2 mm、搭接率为30%。在Fe-Mn-Si形状记忆合金中掺杂micron-WC制备复合涂层时发现复合粉末的流动性变差,形成熔池后其对流性受到限制,涂层宏观形貌不平整且有根瘤存在,涂层组织非常不均匀。在Fe-Mn-Si/micron-WC记忆合金复合涂层中加入Y2O3,得到宏观成形较好的涂层,涂层与基材形成良好的冶金结合,涂层微观组织从基材到涂层顶端分别是平面晶、胞状晶、胞状树枝晶、等轴晶以及涂层顶端的树枝晶,涂层中没有micron-WC颗粒,涂层中有奥氏体、马氏体及Fe6W6C相生成,无WC相存在,表明micron-WC完全分解。Fe-Mn-Si/micron-WC/Y2O3复合涂层硬度达到纯Fe-Mn-Si记忆合金涂层的二倍以上,Fe-Mn-Si+10 wt.%WC+0.8 wt.%Y2O3复合涂层的耐磨性耐蚀性达到最好。通过W元素固溶强化、第二相强化、稀土氧化物的弥散强化和Fe-Mn-Si记忆合金的“应力自适应特性”作用共同作用提高涂层的耐磨性;添Y2O3使得涂层表面电位一致、同时净化晶界、降低缺陷数量,提高涂层的耐蚀性。其次,为解决micron-WC引起涂层宏观成形性不好以及组织不均匀的问题,通过将WC的粒径由微米级降为纳米级,制备Fe-Mn-Si/nano-WC/Y2O3复合涂层。研究发现将WC的粒径降低为纳米级,涂层的宏观成形好,表面平整无根瘤,添加Y2O3宏观成型质量得到进一步优化,且微观组织更加均匀。对比两种粒径的WC的XRD结果可知没有新相生成,涂层都是由γ奥氏体、ε马氏体及Fe6W6C组成。由于加入的nano-WC有向纯W转变的趋势,复合涂层中溶解了大量的钨元素,降低涂层的导热系数,使得固液界面影响因子G/R变大,复合涂层中有大量的细化的树枝晶。钨元素及碳元素引起的固溶强化及第二相强使得复合涂层硬度较纯Fe-Mn-Si记忆合金涂层提升三倍以上。固溶的钨元素是奥氏体的稳定元素,使得Fe-Mn-Si形状记忆合金的“应力自适应特性”受到限制。虽然添加nano-WC的复合涂层组织得到改善,但是耐磨性较Fe-Mn-Si/micron-WC/Y2O3复合涂层改善不明显。复合涂层由于nano-WC引起组织细化及致密化以及Y2O3共同作用使得复合涂层的耐蚀性较Fe-Mn-Si/nano-WC/Y2O3复合涂层显着改善。再次,对Fe-Mn-Si/micron-WC/Y2O3复合涂层进行1000℃?1 h固溶处理,对比研究固溶处理前后的组织性能变化。结果表明在处理前后涂层中均存在γ-奥氏体,ε-马氏体和Fe6W6C相,SSMA（Solid-solution shape memory alloy）复合涂层在晶界和晶内析出大量的Fe6W6C相,Fe6W6C相析出破坏组织的连续性并产生诸如孔隙的缺陷。大量第二相析出使SSMA复合涂层的显微硬度增加了200HV0.2,但是大量Fe6W6C的析出导致SSMA复合涂层中产生裂纹和孔洞,而且限制形状记忆合金在固溶过程中的奥氏体化,也抑制在摩擦磨损过程中Fe-Mn-Si形状记忆合金的应力诱发马氏体相变,导致固溶后的SSMA复合涂层的耐磨性降低。因此,对于micron-WC粉末及Y2O3强化的Fe-Mn-Si复合涂层,固溶处理过程易于固溶元素的析出、破坏组织以及抑制Fe-Mn-Si形状记忆合金正逆相变。最后,通过研究Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层的微观组织变化及凝固过程中的相变,推断复合涂层的相变机理。结果表明:Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层在激光熔覆过程中发生的马氏体相变机理为在残余应力的作用下产生扩展位错,位错在奥氏体晶界发生缠绕束集,生成堆垛层错并最终形成马氏体,γ奥氏体及ε马氏体具有平行的晶面（111）γ//（0001）ε为位错在两相间的滑移提供通道,通过位错滑移完成马氏体相变。
张媛媛[9]（2019）在《形状记忆合金管道连接件的连接性能研究》文中研究指明能源是为人类的生活和生产提供各种动力的物质资源,掌控着国家未来的命运。我国土地辽阔,各地能源分布不均,管道运输解决了这一问题,使各地能源的供应得到了保障。焊接以及法兰连接是管道传统的连接方式,虽然优点很多,但是由于其自身缺点所造成的功能失效也不容忽视。为解决管道传统连接方式的不足,各国专家学者探索其它的管道连接方式,形状记忆合金管道连接件便是其中一种。形状记忆合金具有超弹性、形状记忆效应、高阻尼及高电阻等特性,使其在实际管道工程中,尤其是输油、气管道领域中发挥着重要作用。本课题以Fe基形状记忆合金管道连接件为研究对象,基于Auricchio（1996）、Taylor（1997）提出的形状记忆合金本构方程,采用有限元软件ABAQUS建立了形状记忆合金管道连接件以及被连接钢管的数值模型,研究了轴向拉伸荷载作用下形状记忆合金管道连接件的内力分布、荷载-位移曲线以及破坏过程,探讨了形状记忆合金管道连接件的连接性能影响因素,旨在为形状记忆合金管道连接件的优化设计提供理论依据。具体研究内容如下所述。（1）首先采用有限元软件ABAQUS建立与相关试验中试件尺寸相同的数值模型,并对模型进行属性定义以及设置各表面的接触方式;然后对形状记忆合金管道连接部件进行了高温加热连接以及轴向拉拔荷载下的数值计算;并从轴向拉拔时的管接头径向应力、环向应变以及被连接钢管从管道连接件中脱离出来的极限拉拔力三方面,将数值计算结果与试验数据进行对比,从而验证数值模拟分析的正确性与可行性。（2）通过改变数值模型中的各项参数值,探索各影响因素对形状记忆合金管道连接件连接性能的影响规律。本研究探讨的影响因素包括形状记忆合金管道连接件的几何尺寸、被连接钢管的几何尺寸以及形状记忆合金的逆相变温度。研究结果表明:随着逆相变温度的升高,管道连接件径向应力增大,被连接钢管从管道连接件中脱离出来的极限拉拔力增大,但是数值增加的速率越来越慢;随着管道连接件壁厚的增加,管道连接件径向应力增大,且极限拉拔力与壁厚呈现开口向下的抛物线关系;随着管道连接件长度的增加,被连接钢管与管道连接件之间的接触面积随之增加,从而导致极限使拉拔力随之增大,但当管道连接件长度达到一定数值后,极限拉拔力趋于稳定值;被连接钢管脱离管道连接件的极限拉拔力与二者之间的配合间隙呈现出正比例关系。在形状记忆合金管道连接件的实际设计过程中,可以适当升高形状记忆合金的逆相变温度、增大连接件的壁厚及长度,但是要控制在一定的范围内,这样才会使其发挥最优的连接性能。
郝林[10]（2018）在《形状记忆合金鼓包力学特性研究》文中认为自适应变体结构技术作为新一代飞行器关键技术能够显着地改善飞行器在整个飞行包线中的气动性能,并使其能够执行更多不同的飞行任务。利用自适应变体结构技术,飞行器能够根据飞行环境自发地改变自身气动外形,从而使飞行器能够始终具有最佳气动性能。作为一种兼具感知与驱动能力的功能材料,形状记忆合金能够将热能转变为机械能,是实现结构自适应变形的理想材料。利用形状记忆合金改变飞行器的气动外形已成为当前一个重要的研究方向。区别于通常以驱动器的形式应用于自适应结构中,本文旨在将三维形状记忆合金鼓包结构直接用作一种自适应变体结构,利用形状记忆合金的双向形状记忆效应,实现鼓包结构在连续变化的环境温度下自发地实现高温构型与低温构型之间的连续变形。为此,本文从数学建模、数值仿真以及实验制备及测试角度分析形状记忆合金自适应结构热力学响应的问题。主要内容及创新点包括:1.形状记忆合金条带热力学响应模型。（1）考虑相变过程中材料内部的能量耗散以及内能的变化,建立了形状记忆合金相变过程的能量耗散守恒方程,得出了形状记忆合金相变过程中热流激励与温度之间的关系;（2）提出相变膨胀张量的概念,将形状记忆合金本构关系进行简化,从而得到类似于热膨胀效应形式的形状记忆合金应力-应变本构关系;（3）基于虚功原理,利用ABAQUS用户自定义单元功能开发了三维六面体八节点形状记忆合金热力耦合单元,实现了形状记忆合金结构热力耦合问题有限元计算;（4）利用开发的单元子程序对形状记忆合金条带的热力学响应过程进行仿真,仿真结果与形状记忆合金条带实验结果的对比进一步验证了所提模型的实用性、可靠性。2.三维形状记忆合金本构模型理论的修正及其子程序实现。（1）从形状记忆合金热力学势函数出发,回顾了Byod-Lagoudas三维形状记忆合金本构关系模型推导过程;（2）结合热弹性马氏体相变基本特性,给出了形状记忆合金相变转变张量的约束条件,建立了三维形式形状记忆合金结构最大相变应变的函数形式;（3）基于位移增量方法,推导出三维形状记忆合金切线刚度张量,并将修正后的形状记忆合金本构关系编写为用户材料子程序。3.固定边界条件下形状记忆合金鼓包双向形状记忆效应的训练。（1）结合传统形状记忆合金结构的训练方法以及鼓包变形特点提出了适用于三维形状记忆合金结构的恒变形循环训练方法;（2）设计并研制了一套适用于三维形状记忆合金鼓包热机械训练的控制装置,该套装置由加载约束部分以及温度控制系统组成,极大地降低了鼓包训练难度并缩短了鼓包的训练时长;（3）利用所提出的形状记忆合金鼓包训练方法以及所研制的训练控制装置完成固定边界条件下形状记忆合金鼓包双向形状记忆效应的热机械训练过程,获得具有升温变平、降温鼓起变形特性的形状记忆合金鼓包。4.最大相变应变模型建立以及鼓包在均匀/非均匀温度场下热力学响应分析。（1）结合有限元仿真计算以及实验测试结果,完成形状记忆合金最大相变应变数学模型的建立;（2）对三维形状记忆合金鼓包热力学响应过程进行了有限元仿真计算,通过与实验测试结果对比可知所建立的形状记忆合金鼓包有限元模型能够较好地模拟鼓包热力学响应变形过程;（3）对所训练的形状记忆合金鼓包的双向形状记忆变形能力进行了测试,分析了一定程度的外载条件对鼓包变形能力的影响;（4）以低速流场环境为例,结合风洞试验,从数值分析角度研究了复杂温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应情况。5.围绕超临界翼型局部激波减阻问题,提出了基于形状记忆合金的三维自适应激波控制鼓包。（1）针对具体的超临界翼型,设计出基于形状记忆合金的三维自适应激波控制鼓包结构形式;（2）利用有限元仿真计算方法研究了所设计的形状记忆合金鼓包在热激励下的力学响应及变形情况,该鼓包在翼型初始预应变及激波区域的负压条件作用下,在升温相变时能够变形成向上凸起的鼓包;（3）通过流场计算分析了一定飞行攻角范围内鼓包外形高度对翼型气动特性的影响;（4）以变攻角为例,联合有限元计算和计算流体动力学分析方法对形状记忆合金鼓包几何外形和驱动温度在某一攻角范围内进行了优化计算,从而得到鼓包在不同飞行攻角下最优气动外形以及最佳驱动温度。
二、Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析（论文提纲范文）
（1）时效处理对FeMnAlNi力学性能及其腐蚀行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金的特性 |
| 1.3 形状记忆合金的研究发展 |
| 1.4 Fe-Mn-Al-Ni合金的研究现状 |
| 1.5 研究意义和内容 |
| 第二章 材料制备与实验方法 |
| 2.1 实验过程及设备 |
| 2.2 实验成分与制备 |
| 2.3 显微组织结构分析 |
| 2.3.1 光学显微镜金相组织分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜观察 |
| 2.3.3 透射电子显微镜观察 |
| 2.3.4 原子力电子显微镜观察 |
| 2.3.5 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.6 差热分析(DTA) |
| 2.3.7 拉曼光谱测试 |
| 2.3.8 PPMS测试 |
| 2.4 性能测试方法 |
| 2.4.1 维氏显微硬度试验 |
| 2.4.2 拉伸实验试验 |
| 2.4.3 浸泡腐蚀失重实验 |
| 2.4.4 电化学腐蚀实验 |
| 第三章 FeMnAlNi合金的组织形貌与相变点的测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FeMnAlNi合金的微观组织形貌 |
| 3.2.1 加工状态对微观组织的影响 |
| 3.2.2 固溶处理对合金微观组织的影响 |
| 3.2.3 循环热处理对合金冷轧试样微观组织的影响 |
| 3.2.4 时效处理制度对合金微观组织的影响 |
| 3.3 合金相变点的测定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FeMnAlNi合金的力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FeMnAlNi合金的硬度以及超弹性测试 |
| 4.2.1 固溶处理温度对合金力学性能的影响 |
| 4.2.2 热处理对合金力学性能的影响 |
| 4.2.3 时效处理对合金力学性能的影响 |
| 4.3 AFM观察 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 FeMnAlNi合金耐蚀性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时效处理对FeMnAlNi合金浸泡腐蚀失重行为的影响 |
| 5.2.1 浸泡腐蚀速率 |
| 5.2.2 浸泡腐蚀形貌 |
| 5.2.3 浸泡腐蚀产物 |
| 5.2.4 腐蚀机理的分析 |
| 5.3 时效处理对FeMnAlNi合金电化学腐蚀的影响 |
| 5.3.1 极化曲线测量 |
| 5.3.2 交流阻抗测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（2）Fe-Mn-Si形状记忆合金电阻率特性（论文提纲范文）
| 1 试验材料和试验方法 |
| 2 拉伸过程中试样的电阻率特性 |
| 2.1 拉伸过程中试样的应变-应力关系 |
| 2.2 拉伸过程中试样的物相 |
| 2.3 拉伸过程中试样的电阻率特性 |
| 3 加热过程中试样的电阻率特性 |
| 3.1 加热过程中试样的物相 |
| 3.2 加热过程中试样的电阻率特性 |
| 4 结论 |
（3）增材制备Ti-Ni合金及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 记忆合金的发展历史简述 |
| 1.3 形状记忆合金的分类 |
| 1.3.1 Fe基形状记忆合金 |
| 1.3.2 Cu基形状记忆合金 |
| 1.3.3 Ti-Ni基形状记忆合金 |
| 1.4 Ti-Ni基形状记忆合金的应用 |
| 1.4.1 工业应用 |
| 1.4.2 医疗应用 |
| 1.5 Ti-Ni形状记忆合金的制备和加工 |
| 1.5.1 Ti-Ni合金的熔炼 |
| 1.5.2 Ti-Ni合金的加工 |
| 1.5.3 Ti-Ni多孔材料样品的制备 |
| 1.6 增材制备技术 |
| 1.6.1 选区激光熔化技术 |
| 1.6.2 电子束熔化技术 |
| 1.7 研究意义及内容 |
| 1.7.1 增材制备Ti-Ni合金研究意义 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备和实验方法测试 |
| 2.1 Ti-Ni预合金粉末的制备 |
| 2.2 Ti-Ni样品的增材制备 |
| 2.2.1 SLM增材制备 |
| 2.2.2 EBM增材制备 |
| 2.3 热处理工艺 |
| 2.4 样品分析和表征方法 |
| 2.4.1 预合金粉末粒度分布 |
| 2.4.2 样品密度的测量 |
| 2.4.3 组织观察 |
| 2.4.4 物相分析及内应力测试 |
| 2.4.5 相变行为分析 |
| 2.4.6 缺陷分析 |
| 2.4.7 力学性能 |
| 第3章 选区激光熔化Ti-Ni合金实体性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 SLM用预合金粉末 |
| 3.2.2 SLM最佳打印参数 |
| 3.2.3 相组成和相变行为 |
| 3.2.4 显微组织 |
| 3.2.5 力学性能 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 扫描速率的影响 |
| 3.3.2 Ti_2Ni相的析出 |
| 3.3.3 R相的析出 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 热等静压对SLM制备Ti-Ni合金性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 Ti-Ni棒材制备 |
| 4.2.2 显微组织 |
| 4.2.3 缺陷分布 |
| 4.2.4 相组成和相变行为 |
| 4.2.5 力学拉伸性能 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 HIP对相变行为的影响 |
| 4.3.2 HIP对力学拉伸性能的影响 |
| 4.4 本章结论 |
| 第5章 选区激光熔化Ti-Ni合金多孔材料性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 多孔样品的制备 |
| 5.2.2 显微组织 |
| 5.2.3 相组成及相变行为 |
| 5.2.4 压缩行为 |
| 5.2.5 疲劳行为 |
| 5.2.6 疲劳断口形貌 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 Ti-Ni多孔样品的非力学性能 |
| 5.3.2 Ti-Ni多孔样品疲劳断裂机制 |
| 5.4 本章结论 |
| 第6章 电子束增材制造用Ti-Ni预合金粉末性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 EBM用Ti-Ni预合金粉末参数 |
| 6.2.2 EBM底板及Ti-Ni粉末层预热温度的确定 |
| 6.2.3 EBM用Ti-Ni预合金粉末循环稳定性研究 |
| 6.2.4 EBM预热效果 |
| 6.3 本章结论 |
| 第7章 电子束增材制造Ti-Ni合金实体性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验结果 |
| 7.2.1 制备参数的选择 |
| 7.2.2 EBM制备Ti-Ni合金的密度 |
| 7.2.3 EBM制备Ti-Ni合金的相组成和相变行为 |
| 7.2.4 EBM制备Ti-Ni合金的力学性能 |
| 7.2.5 压缩断口形貌 |
| 7.2.6 EBM制备Ti-Ni合金的显微组织 |
| 7.3 分析与讨论 |
| 7.3.1 EBM打印参数对Ti-Ni合金样品性能的影响 |
| 7.3.2 EBM打印缺陷对样品力学性能的影响 |
| 7.4 本章结论 |
| 第8章 全文结论与工作展望 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（4）缺陷掺杂对NiTi合金马氏体相变的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 形状记忆合金的马氏体相变及其功能特性 |
| 1.1.1 形状记忆合金的马氏体相变 |
| 1.1.2 形状记忆效应及超弹性 |
| 1.1.3 形状记忆效应与超弹性的关系 |
| 1.2 晶粒尺寸对NiTi基合金马氏体相变的影响 |
| 1.2.1 晶粒尺寸对NiTi基合金热诱发马氏体相变的影响 |
| 1.2.2 晶粒尺寸对NiTi基合金应力诱发马氏体相变的影响 |
| 1.3 合金元素掺杂对NiTi基合金马氏体相变的影响 |
| 1.3.1 R相变 |
| 1.3.2 无公度相 |
| 1.3.3 应变玻璃(Strain Glass) |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验材料的制备与实验方法 |
| 2.1 实验材料的制备 |
| 2.2 材料的微观结构表征与相变行为、力学性能测试 |
| 2.2.1 SEM表征微观组织 |
| 2.2.2 TEM表征微观组织 |
| 2.2.3 电阻测试 |
| 2.2.4 差式扫描量热仪测试(DSC测试) |
| 2.2.5 动态力学分析仪测试(DMA测试) |
| 2.2.6 力学性能测试 |
| 第3章 晶界掺杂(晶粒尺寸)对TiNi合金马氏体相变的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 等原子比NiTi在不同退火温度下的晶粒尺寸 |
| 3.3 不同晶粒尺寸等原子比NiTi的相变行为 |
| 3.4 不同晶粒尺寸等原子比NiTi的室温力学性能 |
| 3.5 纳米晶等原子比NiTi的超弹应力与温度的关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Fe元素和晶界共掺杂对NiTi合金马氏体相变的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ti_(50)Ni_(50-x)Fe_x(2≤x≤4.5)合金的微观组织结构 |
| 4.2.1 大晶粒Ti_(50)Ni_(48)Fe_2的SEM表征 |
| 4.2.2 小晶粒Ti_(50)Ni_(48)Fe_2的TEM表征 |
| 4.3 Ti_(50)Ni_(50-x)Fe_x(2≤x≤4.5)合金的相变行为 |
| 4.3.1 DSC测试 |
| 4.3.2 电阻测试 |
| 4.3.3 DMA测试 |
| 4.4 Ti_(50)Ni_(50-x)Fe_x(2≤x≤4.5)合金的室温力学性能 |
| 4.5 纳米晶Ti_(50)Ni_(50-x)Fe_x(2≤x≤4.5)合金的超弹应力与温度关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 位错掺杂对Ni_(50)Ti_(47)Fe_3合金马氏体相变的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同位错密度掺杂下Ti_(50)Ni_(47)Fe_3合金的室温力学性能 |
| 5.3 位错掺杂Ti_(50)Ni_(47)Fe_3合金的微观组织结构 |
| 5.4 位错掺杂Ti_(50)Ni_(47)Fe_3合金的超弹应力与温度的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）纳米晶Ni52Ti48形状记忆合金的制备及变形行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金的发展历程 |
| 1.3 形状记忆合金功能特性研究进展 |
| 1.3.1 形状记忆效应 |
| 1.3.2 伪弹性 |
| 1.4 纳米晶NiTi形状记忆合金的研究进展 |
| 1.4.1 纳米晶NiTi形状记忆合金的制备 |
| 1.4.2 纳米晶NiTi形状记忆合金的变形行为 |
| 1.5 富Ni-NiTi形状记忆合金研究进展 |
| 1.5.1 富Ni-NiTi形状记忆合金的相变行为 |
| 1.5.2 Ni_4Ti_3的析出行为 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验仪器与实验方法 |
| 2.1 微观组织表征 |
| 2.2 相变行为测试 |
| 2.3 力学性能测试 |
| 2.4 同步辐射高能X射线衍射测试 |
| 第3章 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的猜想 |
| 3.3 制备纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的实验证实 |
| 3.3.1 材料制备 |
| 3.3.2 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)的微观结构 |
| 3.3.3 时效后纳米晶Ni_(52)Ti_(48)的微观结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的微观组织与变形行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的微观组织 |
| 4.4 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的温度敏感性 |
| 4.5 纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的变形行为 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 时效后纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的微观组织与变形行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 时效后纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的微观组织 |
| 5.4 时效后纳米晶Ni_(52)Ti_(48)记忆合金的变形行为 |
| 5.4.1 时效后基体的热诱发相变及变形行为 |
| 5.4.2 Ni_4Ti_3析出相在纳米晶Ni_(52)Ti_(48)基体中的变形行为 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆合金的国内外相关研究 |
| 1.2.2 增材制造的国内外相关研究 |
| 1.2.3 形状记忆合金增材制造研究 |
| 1.3 本文研究目的、内容及技术方案 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究技术方案 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 Fe基记忆合金电弧增材制造过程温度场的数值分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元模型建立 |
| 2.2.1 物理模型与网路划分 |
| 2.2.2 材料热物性参数 |
| 2.2.3 热源模型 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.2.5 仿真结果验证 |
| 2.3 工艺参数对温度场的影响 |
| 2.3.1 电流对温度场的影响 |
| 2.3.2 扫描速度对温度场的影响 |
| 2.3.3 层间冷却时间对温度场的影响 |
| 2.4 单道三层熔融沉积层计算结果分析 |
| 2.4.1 温度场分布 |
| 2.4.2 熔融沉积层取样节点温度-时间历程分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Fe基记忆合金粉芯丝材制备及其增材制造工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe基记忆合金粉芯丝材的制备 |
| 3.2.1 粉芯丝材制备工艺、材料及设备 |
| 3.2.2 粉芯丝材原料配比的计算 |
| 3.2.3 填充粉体制备工艺及过程 |
| 3.2.4 拉丝前钢管软化处理 |
| 3.2.5 粉芯丝材拉丝工艺 |
| 3.3 Fe基记忆合金增材制造工艺参数优化 |
| 3.4 优化试验结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金微观组织研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 实验预处理 |
| 4.1.2 实验微观结构表征手段 |
| 4.2 常规粉芯丝材增材制造合金的组织 |
| 4.2.1 铸态组织形貌分析 |
| 4.2.2 均匀化组织形貌分析 |
| 4.2.3 固溶组织形貌分析 |
| 4.3 不同比例纳米硅掺杂的增材制造合金铸态组织 |
| 4.4 不同比例纳米硅掺杂的增材制造合金均匀化组织 |
| 4.5 不同比例纳米硅掺杂增材制造合金固溶组织 |
| 4.6 纳米掺杂对增材制造Fe基记忆合金组织的影响机制 |
| 4.6.1 纳米硅掺杂对合金母相强度的影响 |
| 4.6.2 纳米硅掺杂对合金元素烧损的影响 |
| 4.6.3 纳米硅掺杂对合金成形性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 微纳粉芯丝材增材制造Fe基记忆合金记忆性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 常规粉芯丝材增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.2.1 形状记忆测量 |
| 5.2.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.3 10 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.3.1 形状记忆测量 |
| 5.3.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.4 30 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.4.1 形状记忆测量 |
| 5.4.2 形变及形变回复下的组织形貌分析 |
| 5.5 50 %纳米硅掺杂增材制造合金的形状记忆性能 |
| 5.5.1 形状记忆测量 |
| 5.5.2 形变及形变回复下组织形貌分析 |
| 5.6 纳米硅掺杂对增材制造形状记忆性能损失的抑制机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的的特色与创新之处 |
| 6.3 后继研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（7）形状记忆合金管道接头连接性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 形状记忆合金的研究现状 |
| 1.3 形状记忆合金及其应用 |
| 1.3.1 形状记忆合金的材料特性 |
| 1.3.2 形状记忆合金的应用 |
| 1.4 形状记忆合金的分类及发展 |
| 1.4.1 Ni-Mn基 Heusler磁形状记忆合金 |
| 1.4.2 Ni-Ti基形状记忆合金 |
| 1.4.3 Fe基形状记忆合金 |
| 1.5 研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 形状记忆合金的本构关系研究 |
| 2.1 形状记忆合金本构关系背景介绍 |
| 2.1.1 晶体学背景 |
| 2.1.2 数学背景 |
| 2.1.3 试验背景 |
| 2.2 单晶理论本构模型 |
| 2.3 细观力学本构模型 |
| 2.4 唯相理论本构模型 |
| 2.4.1 Tanaka、Liang和 Brinson本构模型 |
| 2.4.2 Boyd和 Lagoudas本构模型 |
| 2.4.3 Graesser-Cozzarelli本构模型 |
| 2.5 AURICCHIO和 TAYLOR本构模型 |
| 2.6 国内研究状况 |
| 2.7 小结 |
| 3 形状记忆合金管道接头的试验以及模拟分析 |
| 3.1 形状记忆合金管道接头的连接性能试验 |
| 3.1.1 试件参数 |
| 3.1.2 试验过程 |
| 3.1.3 试验结果 |
| 3.2 形状记忆合金管道接头的数值模拟的建立 |
| 3.2.1 ABAQUS有限元软件 |
| 3.2.2 数值模型建立 |
| 3.3 数值模拟结果与分析 |
| 3.4 数值模拟结果与分析 |
| 4 形状记忆合金管道接头连接性能的影响因素 |
| 4.1 过盈量对形状记忆合金管道接头连接性能的影响 |
| 4.2 SMA管道连接件壁厚对SMA管道接头连接性能的影响 |
| 4.3 SMA管道连接件长度对SMA管道接头连接性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 形状记忆合金管道接头连接的本构关系 |
| 5.1 SMA管道接头轴向拉伸的数值模拟分析 |
| 5.1.1 数值模型的建立 |
| 5.1.2 数值模拟结果与分析 |
| 5.2 SMA管道接头轴向拉伸本构关系研究 |
| 5.2.1 SMA管道接头轴向拉伸应力-应变曲线 |
| 5.2.2 SMA管道接头的轴向拉伸本构模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）激光熔覆稀土及碳化钨增强Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.2.1 激光熔覆的原理及其优点 |
| 1.2.2 激光熔覆的材料及工艺 |
| 1.2.3 激光熔覆国内外研究进展 |
| 1.3 激光熔覆残余应力研究 |
| 1.3.1 激光熔覆残余应力 |
| 1.3.2 激光熔覆残余应力研究进展 |
| 1.4 激光熔覆Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层 |
| 1.5 陶瓷粉末及稀土在激光熔覆中的应用 |
| 1.5.1 陶瓷粉末在激光熔覆中的应用 |
| 1.5.2 稀土在激光熔覆中的应用 |
| 1.6 选题意义及研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料及试验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 涂层粉末设计 |
| 2.1.3 Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层的制备 |
| 2.2 实验路线及方案 |
| 2.3 检测方法 |
| 2.3.1 涂层显微组织分析 |
| 2.3.2 涂层相组成分析 |
| 2.3.3 涂层显微硬度分析 |
| 2.3.4 涂层残余应力分析 |
| 2.3.5 涂层耐磨性分析 |
| 2.3.6 涂层耐蚀性分析 |
| 第三章 Micron-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层组织性能的影响 |
| 3.1 激光熔覆Fe-Mn-Si/micron-WC复合涂层工艺参数及组织的研究 |
| 3.1.1 激光功率及扫描速度对宏观成型质量的影响 |
| 3.1.2 Fe-Mn-Si/micron-WC复合涂层的微观组织分析 |
| 3.2 激光熔覆Fe-Mn-Si/Y_2O_3/micron-WC记忆合金复合涂层组织及性能 |
| 3.2.1Y_2O_3对Fe-Mn-Si/micron-WC复合涂层宏观成型质量的影响 |
| 3.2.2 Fe-Mn-Si/Y_2O_3/micron-WC复合涂层的相组成及显微组织 |
| 3.2.3 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层的残余应力 |
| 3.2.4 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层的显微硬度 |
| 3.2.5 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层的耐磨性 |
| 3.2.6 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层的耐蚀性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层组织性能的影响 |
| 4.1 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si复合涂层组织的影响 |
| 4.1.1 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si复合涂层宏观形貌的影响 |
| 4.1.2 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si复合涂层微观组织的影响 |
| 4.2 Nano-WC及Y_2O_3 对激光熔覆Fe-Mn-Si复合涂层性能的影响 |
| 4.2.1 Nano-WC对 Fe-Mn-Si复合涂层显微硬度的影响 |
| 4.2.2 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si复合涂层耐磨性的影响 |
| 4.2.3 Nano-WC及Y_2O_3对Fe-Mn-Si复合涂层耐蚀性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 固溶处理对Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层组织及性能的影响 |
| 5.1 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层的固溶处理 |
| 5.2 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层固溶处理后的相组成 |
| 5.3 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层固溶处理后的显微组织 |
| 5.4 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层固溶处理后的显微硬度 |
| 5.5 Fe-Mn-Si/micron-WC/Y_2O_3 复合涂层固溶处理后的耐磨性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 Fe-Mn-Si形状记忆合金复合涂层的相变机理 |
| 6.1 Fe-Mn-Si/nano-WC复合涂层的微观组织分析 |
| 6.2 Fe-Mn-Si/nano-WC复合涂层的微观组织演变 |
| 6.3 Fe-Mn-Si/nano-WC复合涂层相变机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）形状记忆合金管道连接件的连接性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 形状记忆合金及其应用领域 |
| 1.2.1 形状记忆合金的研究现状 |
| 1.2.2 应用领域 |
| 1.3 形状记忆合金的分类及应用 |
| 1.3.1 形状记忆合金的分类 |
| 1.3.2 形状记忆合金管道连接件的应用 |
| 1.4 形状记忆和金的材料特性 |
| 1.4.1 形状记忆效应 |
| 1.4.2 形状记忆合金的超弹性效应 |
| 1.4.3 形状记忆合金的其他特性 |
| 1.5 研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 形状记忆合金的本构关系 |
| 2.1 记忆合金的本构关系的发展现状 |
| 2.2 单晶理论本构模型 |
| 2.3 唯相理论本构模型 |
| 2.3.1 Tanaka Liang和Brinson本构模型 |
| 2.3.2 Boyd和Lagoudas本构模型 |
| 2.3.3 Graesser-Cozzarelli本构模型 |
| 2.4 细观力学本构模型 |
| 2.5 Auricchio和Taylor本构模型 |
| 2.6 小结 |
| 3 铁基形状记忆合金管道连接件的试验与分析 |
| 3.1 试验准备 |
| 3.1.1 试验试件 |
| 3.1.2 试验器材 |
| 3.2 试验目的与过程 |
| 3.2.1 试验目的 |
| 3.2.2 试验过程 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 形状记忆合金管道连接件的ABAQUS有限元分析 |
| 4.1 ABAQUS有限元 |
| 4.2 建立数值模型 |
| 4.2.1 几何模型的建立 |
| 4.2.2 材料属性的定义 |
| 4.2.3 分析步的设置 |
| 4.2.4 边界条件及载荷的设置 |
| 4.2.5 网格的划分 |
| 4.3 分析模拟结果 |
| 4.4 验证数值模拟 |
| 4.4.1 对比分析拉脱力 |
| 4.4.2 对比分析连接件径向应力 |
| 4.4.3 对比分析连接件的应变值 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 影响Fe基形状记忆合金管接头连接性能的因素 |
| 5.1 温度的影响 |
| 5.2 配合间隙的影响 |
| 5.3 管道连接件厚度的影响 |
| 5.4 管道连接件长度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（10）形状记忆合金鼓包力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 形状记忆合金发展 |
| 1.3 NiTi合金基本特性 |
| 1.3.1 NiTi合金微观相变过程 |
| 1.3.2 形状记忆效应 |
| 1.3.3 超弹性效应 |
| 1.3.4 其他特性 |
| 1.4 形状记忆合金应用现状 |
| 1.4.1 形状记忆合金在航空航天领域中的应用 |
| 1.4.2 形状记忆合金在生物医疗上应用 |
| 1.4.3 形状记忆合金在机器人领域中应用 |
| 1.4.4 基于形状记忆合金的振动控制 |
| 1.4.5 其他应用 |
| 1.5 鼓包式结构在航空航天领域中的应用 |
| 1.5.1 无附面层隔道超声速进气道 |
| 1.5.2 激波控制鼓包 |
| 1.6 论文的研究内容及内容安排 |
| 第二章 形状记忆合金二维条带模型建模及有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 形状记忆合金二维条带热力学模型 |
| 2.2.1 热激励响应 |
| 2.2.2 形状记忆合金本构关系建模 |
| 2.2.3 马氏体相变演化 |
| 2.2.4 切向刚度张量以及应力迭代 |
| 2.3 形状记忆合金热力学响应有限单元法基本理论 |
| 2.3.1 形状记忆合金热力学响应虚功原理表述 |
| 2.3.2 三维八节点形状记忆合金耦合单元 |
| 2.3.3 基于哑单元结果后处理方法 |
| 2.4 形状记忆合金条带双向记忆效应测试 |
| 2.4.1 实验装置 |
| 2.4.2 测试结果 |
| 2.5 结果验证 |
| 2.5.1 最大可回复相变应变 |
| 2.5.2 仿真结果与对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三维形状记忆合金本构模型理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 形状记忆合金三维本构模型 |
| 3.3 形状记忆合金材料子程序 |
| 3.3.1 形状记忆合金本构增量形式 |
| 3.3.2 形状记忆合金材料子程序计算流程 |
| 3.3.3 形状记忆合金子程序变量说明 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 固定边界条件下三维形状记忆合金鼓包制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 形状记忆合金材料热力学参数测试 |
| 4.2.1 相变温度测试 |
| 4.2.2 静态力学拉伸测试 |
| 4.3 形状记忆合金训练方法 |
| 4.4 形状记忆合金鼓包训练装置系统 |
| 4.4.1 训练加载约束装置 |
| 4.4.2 温度控制系统 |
| 4.4.3 系统集成及温度控制效果测试 |
| 4.5 形状记忆合金鼓包的训练 |
| 4.5.1 形状记忆合金鼓包制备 |
| 4.5.2 形状记忆合金鼓包训练 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三维形状记忆合金鼓包热力学响应行为分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 形状记忆合金鼓包有限元仿真 |
| 5.2.1 最大可恢复应变 |
| 5.2.2 形状记忆合金鼓包仿真模型 |
| 5.2.3 形状记忆合金鼓包仿真结果 |
| 5.3 形状记忆合金鼓包性能测试 |
| 5.3.1 无外载条件下形状记忆合金鼓包性能测试 |
| 5.3.2 外载荷加载条件下形状记忆合金鼓包双向记忆效应测试 |
| 5.4 非均匀温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应 |
| 5.4.1 低速流场下形状记忆合金鼓包表面温度场分布 |
| 5.4.2 鼓包表面非均匀温度场拟合 |
| 5.4.3 仿真模型及边界条件设置 |
| 5.4.4 非均匀温度场下形状记忆合金鼓包热力学响应仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于形状记忆合金的激波控制鼓包 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 鼓包激波控制原理 |
| 6.3 基于形状记忆合金的自适应激波控制鼓包设计 |
| 6.3.1 基于形状记忆合金三维自适应激波控制鼓包模型设计 |
| 6.3.2 基于形状记忆合金的激波控制鼓包有限元模型 |
| 6.4 基于形状记忆合金的激波控制鼓包对流场的控制效果 |
| 6.4.1 计算网格模型及方法验证 |
| 6.4.2 气动特性计算结果与分析 |
| 6.5 激波控制鼓包驱动温度优化 |
| 6.5.1 形状记忆合金鼓包最优驱动温度计算过程 |
| 6.5.2 结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析（论文参考文献）
- [1]时效处理对FeMnAlNi力学性能及其腐蚀行为的影响[D]. 纪春萌. 天津理工大学, 2021(08)
- [2]Fe-Mn-Si形状记忆合金电阻率特性[J]. 孙德平,鞠恒,宋立国,苑海超,吕雨奇. 建筑材料学报, 2021(05)
- [3]增材制备Ti-Ni合金及其性能研究[D]. 任德春. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]缺陷掺杂对NiTi合金马氏体相变的影响[D]. 郑伟. 中国石油大学(北京), 2020
- [5]纳米晶Ni52Ti48形状记忆合金的制备及变形行为研究[D]. 黄诗涵. 中国石油大学(北京), 2020
- [6]基于微纳粉芯丝材的Fe基记忆合金增材制造及抑损特性研究[D]. 丁扬. 江苏大学, 2020(02)
- [7]形状记忆合金管道接头连接性能的研究[D]. 宋景睿. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [8]激光熔覆稀土及碳化钨增强Fe-Mn-Si记忆合金复合涂层[D]. 陈健华. 贵州大学, 2019(09)
- [9]形状记忆合金管道连接件的连接性能研究[D]. 张媛媛. 沈阳建筑大学, 2019(05)
- [10]形状记忆合金鼓包力学特性研究[D]. 郝林. 南京航空航天大学, 2018