富邦记忆弹簧

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记忆弹簧的弹性解说

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记忆弹簧的弹性解说

发布日期:2018-11-02 作者: 点击:

     形状回忆合金中,马氏体相变有逆改变,使马氏体改变发生的变形消失。但这需要在晶体学上加以确保。经过对形状回忆合金的研讨,总结出应具有下列条件才会有回忆效应:

(1)马氏体相变是热弹性的;

(2)马氏体的点阵不变切变为孪生,亚结构只能由孪晶和层错组成;

(3)马氏体归于对称性低的点阵结构,而母相晶体为对称性较高的立方点阵结构,而且大都是有序的,这样,有序化材料有较高的弹性极限,热弹性马氏体相变发生的小标准畸变不会超越弹性极限,就会使相变过程中母相和马氏体界面坚持弹性共格(即两相界面上的原子摆放附近),为逆相变时从头构成原母相结构供给有利条件。


热弹性马氏体相变是在很小的过冷度(热滞)下发生的,即相变所需的驱动力很小。假如相变驱动力不足以克服一片马氏体充沛长大所需的弹性变形能及其他能量耗费时,马氏体片在未长到极限尺度之前便会中止长大,但这时共格界面并未损坏。也就是说,在马氏体片构成今后,界面上的弹性变形是跟着马氏体片长大而增大的。因而异形弹簧,在必定的温度下,当这种弹性变形能及共格界面能等能量耗费添加到和相变的化学驱动力持平时,新相和母相即达到了一种热弹性平衡状态,以致相变会天然中止。但是,此刻形变并未超越弹性极限,若温度持续下降,则因马氏体相变驱动力添加,马氏体片又持续长大。此刻呈现新的马氏体片长大也是可能的。当温度升高使相变驱动力减小时,马氏体片便会收缩,故称其为热弹性马氏体。


热弹性马氏体相变时贮存在马氏体中的弹性应变能在温度升高时将有助于马氏体向髙温相的逆改变。假如在马氏体相变时构成不可逆缺点,则其耗费的能量将无助于逆改变,当这部分不可逆能量耗费占主导地位时,就不能呈现热弹性马氏体。


记忆弹簧依据热弹性马氏体相变的热力学特色以及界面动态的不同,能够将马氏体相变分为热弹性、半热弹性和非热弹性马氏体相变。其判据为:

(1)临界相变驱动力小,热滞小;

(2)相界面能做往复迁动;

(3)形状应变为弹性协作应变,马氏体内的弹性贮存能对逆相变驱动力有贡献。彻底满意这三个条件时为热弹性马氏体相变,部分满意时为半热弹性马氏体相变,彻底不符合时为非热弹性马氏体相变。有色合金如Ni-Ti、Au-Cd、Cu-Zn-Al、Cu-Al-Ni、In-Tl等,其马氏体相变临界驱动力很小,比Fe合金约低两个数量级,如Cu-26Zn-Al合金为10.5J·mol-1,相变热滞小,仅10K;相界面随温度升降而迁动;相变的形状应变为弹性康复应变,马氏体内贮存的弹性能对逆相变驱动力有贡献,故该合金的马氏体相变归于热弹性马氏体相变。精密阀体弹簧。Fe-30Ni合金中γ-α',相变临界驱动力高达1000J·mol-1,相变滞后达400K,马氏体为瞬时长大,温度升降时马氏体界面不迁动,常以母相塑性应变协调相变发生的形状应变,其逆相变驱动力彻底由化学驱动力供给,因而该合金的马氏体相变归于非热弹性马氏体相变,大都工业用钢的马氏体相变均属此类。Fe-30Mn-6Si中的γ-ε相变借层错成核,相变驱动力不大,相变滞后约为100K,γ/ε界面在温度升降时可作可逆运动,但并不彻底,而经热-机械练习后能彻底可逆(练习使马氏体贮存弹性能以驱动逆相变),故归于半热弹性马氏体相变。Fe-31Ni-10Co-3Ti及Fe-Ni-C中γ-α'改变也可归于半热弹性马氏体相变。

记忆弹簧


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