论文部分内容阅读
Fe3A1系铁基铝合金是一种新型高温结构材料,拥有抗氧化、比重小等诱人的性能。作为一种形状记忆合金,Fe3A1同样具有形状记忆效应和伪弹性等特性,被广泛应用于工业、航空、国防、医疗器械设备等等各种领域,引起人们越来越多的关注。本实验运用同步辐射高能X射线衍射技术对D03有序结构Fe3A1单晶的伪弹性变形行为进行研究。材料中产生巨大的伪弹性效应时,在加载过程中,每个柏氏矢量为1/4<111>的超点阵半位错运动并拖拽着一个最近邻反相畴界；在卸载过程中,最近邻反相畴界界面张力的作用促使1/4<111>的超点阵半位错反向运动,这一过程导致了Fe3A1伪弹性现象发生。基于这一变形机制的伪弹性行为对应变机敏度和加载方向非常敏感。在DO3有序结构Fe3A1形变过程的原位实验中使用Mar3450线性探测器接收低指数衍射斑点,采用Fit-2D和GSAS软件对衍射数据进行分析获得压缩试样的点阵应变和微应变原位信息,同时利用Matlab软件得到X射线衍射的三维信息。本实验中,对宏观应力作用下微应力的演变及循环载荷下的二维、三维衍射花样分析,得到的主要结论如下：(一)在D03有序结构的Fe3A1单晶中,伪弹性的应变回复度随着应变量的增加而递减,且伪弹性效应随着外加载荷的增加逐渐消失；(二)点阵应变-应力曲线在加载过程中呈现锯齿形波动,同时伴随着衍射峰宽化和相对位移,说明在压缩变形过程中有堆垛层错生成；(三)伪弹性变形中,有序畴的交互作用起着非常重要的作用,(110)晶面微应变曲线出现突变,说明伪弹性变形过程中,(110)晶面微结构发生变化；(四)沿<419>晶向施加外载荷时,(110)晶面衍射斑点在三维衍射图形中沿[111]晶体学方向漫散；(五)随着施加载荷和形变量的增加,空间漫散程度加剧,当晶体结构发生不可逆转变时,卸载后超点阵衍射斑不再恢复初始形态。