時效Mn-NI-Ga合金的相變行為和磁性能.pdf

1、本文采用光學顯微分析、掃描電鏡分析、透射電鏡顯微分析、X射線衍射分析、示差掃描熱分析、熱重分析、物性測量以及室溫壓縮試驗等手段，系統(tǒng)研究了Mnso+。N125Ga25_。合金的時效析出行為、相變行為、力學行為及磁學性能，闡明了時效對微觀組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學性能以及磁化過程的影響規(guī)律和機制。
　　研究表明，Mnso+。Ni25Ga25_。(x=0，3，5)合金經(jīng)1123K/24h固溶處理后，在573～973K溫度范圍內(nèi)時效，析

2、出Mn4(Ni，Ga)型面心立方丫相，該相呈弱磁性。隨時效溫度升高和時效時間延長，析出相數(shù)量增加，尺寸增大。時效溫度較低時，析出相呈細小針狀；時效溫度較高時，析出相呈粗大片狀。在973 K/3h時效合金的析出相丫中發(fā)現(xiàn)(111)1型孿晶亞結(jié)構(gòu)；在573K/3h時效合金中發(fā)現(xiàn)，析出相丫與馬氏體之間存在[lll]∥[llO]M，(022)Y／／(002)M晶體學位向關(guān)系。
　　試驗結(jié)果表明，Mn53N125Ga22合金經(jīng)1123K/2

3、4h固溶處理后，在冷卻和加熱過程中發(fā)生立方母相H四方馬氏體一步正逆轉(zhuǎn)變，馬氏體亞結(jié)構(gòu)為(121)1型孿晶。經(jīng)573 K/3h時效后，合金仍發(fā)生一步弓氏體相變，馬氏體變體間出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)孿晶關(guān)系，旋轉(zhuǎn)軸為[111]方向，旋轉(zhuǎn)角為150。而經(jīng)673 K/3h時效后，在冷卻時發(fā)生多步馬氏體相變，加熱時卻只發(fā)生一步逆相變，四方馬氏體亞結(jié)構(gòu)為(011)1型孿晶。在573～973K溫度范圍內(nèi)時效，隨時效溫度升高，馬氏體相變溫度先降低后升高；隨時效時間延長

4、，相變溫度降低。相變溫度的變化主要是時效改變了合金基體成分所致。
　　壓縮試驗結(jié)果表明，對于固溶態(tài)Mnso+。Ni25Ga25_。(x=0，3，5)合金，當 Mn含量為53at.％時，具有較高室溫壓縮斷裂強度和斷裂應(yīng)變，分別為855MPa和12.9%；增加或降低Mn含量，力學性能均下降。Mn53Ni25Ga22合金經(jīng)773K/lOmin時效析出細小彌散v相，顯著提高了合金的力學性能，室溫壓縮斷裂強度和斷裂應(yīng)變分別達1850MPa和

5、25.6%。
　　研究發(fā)現(xiàn)，時效對Mnso+。Ni25Ga25_。合金的磁學性能有顯著影響。 Mn50N125Ga25合金經(jīng)573～873K/3h時效后，隨時效溫度的升高，馬氏體飽和磁化強度增大，時效溫度為873K時達到最大值，為54emu/g，母相和馬氏體飽和磁化強度差較大，為28emu/g，繼續(xù)升高時效溫度，馬氏體飽和磁化強度下降。而合金矯頑力隨時效溫度升高呈單調(diào)下降。連續(xù)磁滯回線測試證實，較低溫度時效析出細小彌散分布的弱磁性