时效Mn-NI-Ga合金的相变行为和磁性能

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:limi330
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本文采用光学显微分析、扫描电镜分析、透射电镜显微分析、X射线衍射分析、示差扫描热分析、热重分析、物性测量以及室温压缩试验等手段,系统研究了Mnso+。N125Ga25_。合金的时效析出行为、相变行为、力学行为及磁学性能,阐明了时效对微观组织结构、马氏体相变、力学性能以及磁化过程的影响规律和机制。  研究表明,Mnso+。Ni25Ga25_。(x=0,3,5)合金经1123K/24h固溶处理后,在573~973K温度范围内时效,析出Mn4(Ni,Ga)型面心立方丫相,该相呈弱磁性。随时效温度升高和时效时间延长,析出相数量增加,尺寸增大。时效温度较低时,析出相呈细小针状;时效温度较高时,析出相呈粗大片状。在973 K/3h时效合金的析出相丫中发现(111)1型孪晶亚结构;在573K/3h时效合金中发现,析出相丫与马氏体之间存在[lll]∥[llO]M,(022)Y//(002)M晶体学位向关系。  试验结果表明,Mn53N125Ga22合金经1123K/24h固溶处理后,在冷却和加热过程中发生立方母相H四方马氏体一步正逆转变,马氏体亚结构为(121)1型孪晶。经573 K/3h时效后,合金仍发生一步弓氏体相变,马氏体变体间出现旋转孪晶关系,旋转轴为[111]方向,旋转角为150。而经673 K/3h时效后,在冷却时发生多步马氏体相变,加热时却只发生一步逆相变,四方马氏体亚结构为(011)1型孪晶。在573~973K温度范围内时效,随时效温度升高,马氏体相变温度先降低后升高;随时效时间延长,相变温度降低。相变温度的变化主要是时效改变了合金基体成分所致。  压缩试验结果表明,对于固溶态Mnso+。Ni25Ga25_。(x=0,3,5)合金,当 Mn含量为53at.%时,具有较高室温压缩断裂强度和断裂应变,分别为855MPa和12.9%;增加或降低Mn含量,力学性能均下降。Mn53Ni25Ga22合金经773K/lOmin时效析出细小弥散v相,显著提高了合金的力学性能,室温压缩断裂强度和断裂应变分别达1850MPa和25.6%。  研究发现,时效对Mnso+。Ni25Ga25_。合金的磁学性能有显著影响。 Mn50N125Ga25合金经573~873K/3h时效后,随时效温度的升高,马氏体饱和磁化强度增大,时效温度为873K时达到最大值,为54emu/g,母相和马氏体饱和磁化强度差较大,为28emu/g,继续升高时效温度,马氏体饱和磁化强度下降。而合金矫顽力随时效温度升高呈单调下降。连续磁滞回线测试证实,较低温度时效析出细小弥散分布的弱磁性v相对畴壁钉扎,引起反磁化过程中磁滞增大,是导致固溶态合金经时效后矫顽力升高的主要原因。
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