多晶Ni-Mn-Ga合金高溫變形行為及組織研究.pdf

1、本文采用真空電弧熔煉法制備多晶Ni-Mn-Ga合金,使用高溫壓縮方法研究多晶Ni-Mn-Ga合金高溫變形行為,使用高溫拉伸方法表征多晶Ni-Mn-Ga合金高溫塑性變形能力。基于熱變形的研究結(jié)果,采用變形誘發(fā)晶粒長大熱處理和熱擠壓兩種熱變形方式研究多晶Ni-Mn-Ga合金熱變形組織與織構(gòu)。利用光學(xué)顯微鏡(OM)和電子背散射衍射(EBSD)分析多晶Ni-Mn-Ga合金高溫變形下的組織演化規(guī)律,獲得多晶Ni-Mn-Ga合金高溫壓縮變形機(jī)制。使

2、用掃描電子顯微鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡(OM)分析多晶Ni-Mn-Ga合金高溫拉伸變形組織變化。使用X射線衍射(XRD)和EBSD分析多晶Ni-Mn-Ga合金熱變形后的織構(gòu)。
　　多晶Ni-Mn-Ga合金雖然室溫下具有本征脆性,但在高溫下具有塑性變形能力,在壓縮時真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線表現(xiàn)為隨著真應(yīng)變增加,首先快速出現(xiàn)流變應(yīng)力峰值,隨后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)變形階段。在高應(yīng)變速率下,多晶Ni-Mn-Ga合金由于發(fā)生宏觀失穩(wěn),流變應(yīng)力在真應(yīng)變0.2左

3、右達(dá)到峰值,隨后迅速下降。多晶Ni-Mn-Ga合金流變應(yīng)力會隨著應(yīng)變速率的提高和溫度的降低而上升。多晶Ni-Mn-Ga合金在低溫下軟化機(jī)制為動態(tài)回復(fù);而在高溫低速下為動態(tài)再結(jié)晶,高溫中低速下軟化機(jī)制為動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶。
　　本文利用高溫壓縮結(jié)果建立了多晶Ni-Mn-Ga合金流變應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系和多晶Ni-Mn-Ga合金在溫度為600-1000℃,應(yīng)變速率為0.001/s-1/s范圍的熱加工圖。通過流變應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系可知多晶Ni-Mn

4、-Ga合金變形激活能為321.39kJ/mol。通過對熱加工圖分析可知,多晶Ni-Mn-Ga合金存在理想的變形區(qū)域,溫度范圍是750~800℃之間以及950~1000℃之間,應(yīng)變速率在0.03/s~0.3/s之間。同時當(dāng)應(yīng)變速率高于0.3/s時,600-1000℃溫度范圍內(nèi)均會發(fā)生失穩(wěn)。
　　多晶Ni-Mn-Ga合金高溫拉伸時,750℃時表現(xiàn)為脆性斷裂,當(dāng)溫度升高時,多晶Ni-Mn-Ga合金具有良好的塑性,延伸率最高可達(dá)到101.

5、5％。通過斷口分析可知,在750℃時斷口為沿晶和穿晶脆性斷裂特征。在800℃以上多晶Ni-Mn-Ga合金斷口由正斷區(qū)和許多剪切唇區(qū)組成,最后發(fā)生切離韌性斷裂。通過金相觀察表明800℃以上拉伸時,多晶Ni-Mn-Ga合金會明顯發(fā)生晶粒長大過程,產(chǎn)生少晶組織,晶粒為與拉伸方向一致的拉長晶粒,這表明多晶Ni-Mn-Ga合金高溫拉伸時變形機(jī)制為晶內(nèi)位錯的滑移和攀移。
　　多晶Ni-Mn-Ga合金經(jīng)過變形誘發(fā)晶粒長大熱處理后,可以獲得粗晶組