Ni-(Fe, Co)-Mn-(Al, In)快淬带的微观结构与相关力学性能研究
材料科学
2021-11-29 v1
摘要
基于Ni-Mn的形状记忆合金作为弹热材料的有力候选者已在许多文献中被报道，特别是针对块体样品。快淬带具有较大的表面积且传热效率更高，但鲜有研究，因而具有重要意义。在本工作中，我们成功制备了非常长的快淬Ni-Fe-Mn-(Al, In)带，长度约为300 mm。通过扫描电子显微镜/电子背散射衍射（SEM/EBSD）、纳米压痕和三点弯曲实验，对这些快淬带的微观结构和力学性能进行了彻底研究。通过SEM/EBSD分析，研究了快淬带的微观结构和织构。沿着带的厚度方向（TD）存在微观结构梯度，这是由快速凝固过程中的温度梯度引起的，导致在熔体甩出过程中与旋转轮接触的表面处分别形成细小的等轴晶和沿另一侧形成伸长晶粒。等轴晶和伸长晶粒均具有强烈的{001}纤维织构（<001>//TD）。纳米压痕分析显示，这两种不同微观结构之间的硬度差异很小。Ni-Fe-Mn-Al和Ni-Fe-Mn-In快淬带的延性指数均在金属间材料范围内。用Al替代In可以使延性指数略微增加，可达0.75。在三点弯曲试验中，细小的等轴晶比伸长晶粒表现出更好的抗拉性能。用Al替代In将最大弯曲应变提高了3倍。Ni-Fe-Mn-Al快淬带在断裂前的最大应变可达3%。断口分析表明，沿晶断裂是这些快淬带的主要损伤机制。
引用
@article{arxiv.2111.13397,
title = {Microstructure and correlated mechanical properties study of Ni-(Fe, Co)-Mn-(Al, In) as-spun ribbons},
author = {Chunyang Zhang and Laureline Porcar and Salvatore Miraglia and Patricia Donnadieu and Muriel Braccini and Richard Haettel and Marc Verdier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13397},
year = {2021}
}