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本文采用电阻测试、金相分析、透射电子显微分析和X射线衍射等手段,研究了Ni-Mn-Ga系列合金的马氏体相变特征和微观组织结构。 Ni-Mn-Ga系列合金中的马氏体变体有交叠的现象。在降温过程中,大部分马氏体沿试样结晶方向生长,只有非常少量的马氏体垂直于晶界方向生长。 在Ni54.85Mn20.09Ga25.05、Ni54.48Mn21.69Ga23.83、Ni45.03Mn32.8Ga22.17、Ni54.9Mn19.6Ga25C0.5和Ni55.4Mn20.3Ga22.9C1.4合金中,发现了两次马氏体相变。NiMn(GaSi)、NiMn(GaGe)和NiMn(GaCo)合金在测量温度范围内只发生一次马氏体相变,合金元素Si和Ge的加入,降低了第一次马氏体相变温度,抑制了第二次马氏体相变;对于含Co系列合金,当Co替代Mn时,随着Co含量的降低,合金马氏体相变的温度变化不大,当Co替代Ga时,随着Co含量的增加,马氏体相变温度升高,热滞后增大。 Ni-Mn-Ga合金X射线衍射的结果表明,母相L21结构的衍射谱符合面心立方结构的衍射谱。合金马氏体相变产物共有三种结构:Ni56.3Mn19.4Ga22.7C1.6,Ni48.19Mn27.1Ga21.52Co3.19,Ni47.99Mn27.43Ga20.32Co4.26合金的马氏体为非调制结构;Ni54.48Mn21.69Ga23.83合金的马氏体为五层调制结构;Ni(54.85Mn20.09Ga25.05合金的第一次马氏体相变产物为七层调制结构,第二次马氏体相变产物为五层调制结构。 透射电子显微分析的结果表明,Ni54.48Mn21.69Ga23.83合金的马氏体为五层调制结构,Ni56.3Mn19.4Ga22.7C1.6合金的马氏体为非调制结构,与X射线衍射的结果一致。在分析电子衍射花样时,对母相L21结构做面心立方处理,对五层调制马氏体的结构做底心单斜处理,初步探索了Ni54.48Mn21.69Ga23.83合金马氏体相变的取向关系。 结合已发表文献,详细分析了合金元素对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变温度的影响,通过多元线性回归拟合,得到如下关系式:MS=1858-17.23XMn-49.02XGa-61.92XSi-65.43XGe+1.24XCo-51.6XC-58.92XIn大连铁道学院工学硕士论文,其中X、。、X。“、Xs‘、X。。、Xco、X。和X。分别表示Mn、Ga、51、G。、C。、C和In的原子百分比。确认电子浓度和点阵常数均影响马氏体相变温度。根据金属电子论,进一步提出电子密度(单位体积的价电子数)可能是合金成分影响马氏体相变温度更确切的途径。随着电子密度的增加,马氏体相变温度升高。 结合合金的具体情况,将马氏体相变的表象理论运用于Ni一Mn一Ga“金,得出了一系歹」理论上的市目变晶体学数“:在{“O}(“O)切变系中,只“采用(“O!“。]切变方式,才育旨使得表象理论的计算自洽;合金的成分不同,计算出的惯习面等晶体学参数也不同,说明马氏体相变晶体学与合金成分有关。