Fe-Mn-Si形狀記憶合金約束態(tài)的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變
Fe-Mn-Si形狀記憶合金作為一種集感知、驅(qū)動性能于一體的新型功能材料，具有重要的研究意義和廣闊的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外關(guān)于Fe-Mn-Si形狀記憶合金相變的研究大多集中在非約束狀態(tài)下，而對更貼合實際使用狀態(tài)的約束下應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變及其逆相變的研究卻很少。因此，本書介紹了約束狀態(tài)下Fe-Mn-Si形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的基本原理及與此密切相關(guān)的應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變及其逆相變，分章闡述了Fe-Mn-Si形狀記憶合金在恒應(yīng)變約束狀態(tài)下的應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變、Fe-Mn-Si形狀記憶合金在水泥基體約束狀態(tài)下應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體的逆相變及Fe-Mn-Si形狀記憶合金在螺紋連接約束狀態(tài)下的馬氏體逆相變特征，討論了Fe-Mn-Si形狀記憶合金約束狀態(tài)下的應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變及其逆相變在工業(yè)和智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 鐵基形狀記憶合金的發(fā)展概況及分類 3
1.2.1 鐵基形狀記憶合金的發(fā)展概況 3
1.2.2 鐵基形狀記憶合金的分類 5
1.3 馬氏體相變特征及形狀記憶效應(yīng) 6
1.3.1 馬氏體相變 6
1.3.2 馬氏體相變表面浮突 8
1.3.3 形狀記憶效應(yīng) 9
1.3.4 偽彈性及超彈性 12
1.3.5 形核機(jī)制 14
1.4 Fe-Mn-Si形狀記憶合金γ→ε馬氏體相變機(jī)制 18
1.4.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金中馬氏體相變驅(qū)動力 22
1.4.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金熱誘發(fā)馬氏體和應(yīng)力誘發(fā)馬氏體 25
1.4.3 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體形態(tài)和生長過程 29
1.4.4 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體的ε逆相變 30
1.4.5 約束狀態(tài)下Fe-Mn-Si形狀記憶合金的形狀記憶機(jī)制 32
1.5 影響Fe-Mn-Si形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的因素 34
1.5.1 預(yù)變形溫度對形狀記憶效應(yīng)的影響 35
1.5.2 預(yù)變形量對形狀記憶效應(yīng)的影響 36
1.5.3 試樣位向?qū)π螤钣洃浶?yīng)的影響 37
1.5.4 合金元素對形狀記憶效應(yīng)的影響 38
1.5.5 ε→α和γ→α相變 40
1.6 提高Fe-Mn-Si形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)的方法 41
1.6.1 熱機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練 42
1.6.2 熱處理工藝 43
1.6.3 Fe-Mn-Si形狀記憶合金母相強化及時效處理 44
1.7 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)用及發(fā)展方向 46
1.7.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)用 46
1.7.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的發(fā)展方向 55
1.8 本章小結(jié) 56
第2章 材料制備及試驗方法 57
2.1 合金的成分設(shè)計與冶煉 57
2.2 試樣制備與預(yù)處理 58
2.2.1 拉伸停載試驗的試樣制備與預(yù)處理 58
2.2.2 水泥基體約束試驗的試樣制備與預(yù)處理 58
2.2.3 防松螺栓試驗的試樣制備與預(yù)處理 59
2.3 拉伸停載試驗 61
2.4 防松摩擦力矩的測量 62
2.4.1 應(yīng)變的采集 62
2.4.2 應(yīng)變片的選擇 64
2.4.3 扭矩扳手測量系統(tǒng) 65
2.5 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的動態(tài)防松性能 67
2.6 形狀記憶效應(yīng)的測試方法 68
2.7 應(yīng)力松弛率的測量 69
2.8 組織結(jié)構(gòu)分析 69
2.9 本章小結(jié) 70
第3章 Fe-Mn-Si形狀記憶合金不同變形條件下的ε馬氏體相變 71
3.1 引言 71
3.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金不同變形條件下拉伸組織的X 射線分析 71
3.2.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金不同變形條件下的拉伸 71
3.2.2 應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變中各相的定量分析 73
3.2.3 Fe-Mn-Si形狀記憶合金不同變形條件下的組織分析 76
3.3 變形條件對Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體相變的影響 79
3.3.1 停載時間對應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變的影響 79
3.3.2 預(yù)變形量對應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變的影響 80
3.3.3 變形條件對應(yīng)力誘發(fā)γ→ε馬氏體相變組織形態(tài)的影響 81
3.3.4 變形條件對形狀記憶恢復(fù)率的影響 86
3.4 變形條件對Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)變特性的影響 88
3.4.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的應(yīng)力松弛率 88
3.4.2 變形條件對應(yīng)力松弛特性的影響 90
3.4.3 熱機(jī)械循環(huán)訓(xùn)練對應(yīng)力松弛特性的影響 92
3.5 本章小結(jié) 94
第4章 Fe-Mn-Si形狀記憶合金水泥約束下的應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變 96
4.1 引言 96
4.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變分析 96
4.2.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金非約束下的應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變 96
4.2.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金約束下的應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變 98
4.3 變形條件對約束態(tài)Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體相變的影響 99
4.3.1 恢復(fù)溫度對約束態(tài)Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體相變的影響 99
4.3.2 預(yù)變形量對約束態(tài)Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體相變的影響 101
4.4 約束態(tài)Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變的顯微分析 103
4.5 約束態(tài)Fe-Mn-Si形狀記憶合金應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體逆相變溫度Af 提高的原因 105
4.6 本章小結(jié) 106
第5章 基于約束恢復(fù)的Fe-Mn-Si形狀記憶合金防松螺栓研究 108
5.1 引言 108
5.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的防松機(jī)理及其防松力矩計算 108
5.2.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金的螺栓防松機(jī)理 108
5.2.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓自鎖摩擦力矩的計算 111
5.3 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的防松試驗研究 114
5.3.1 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺紋連接預(yù)緊力的確定 115
5.3.2 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺紋連接預(yù)緊力矩的施加 115
5.3.3 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓防松摩擦力矩與預(yù)緊力矩關(guān)系的驗證 117
5.3.4 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的靜態(tài)防松性能 118
5.3.5 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的動態(tài)防松性能 120
5.3.6 Fe-Mn-Si形狀記憶合金螺栓的重復(fù)使用性能 125
5.4 本章小結(jié) 128
參考文獻(xiàn) 130
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