第8期 辛燕等：Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响 ·1029· (h2-h1)/(ho-h1)×100%. 到6%时，如图1(d),6Fe合金的基体相仍呈马氏体 板条结构，但同时还可以观察到一些网状析出的细 2实验结果及分析 小白色相，该相大部分沿晶界分布.从图1()到图 2.1微观组织及相结构 1()可以看出，随着Fe含量的增加，第二相含量逐 图1是Ni56Mn25-rFerGa19(x=0,2,4,6,8,10) 渐增加且尺寸也不断增大.8Fe合金中第二相变得 合金显微组织的金相照片.从图1(a)~(c)中可以 粗大而明显，且不再主要分布于晶界上，在晶粒内 看出，0Fe、2Fe和4Fe合金均为单一的板条马氏体 部也有较多分布.10Fe合金中的第二相已经连接成 形貌，并呈自协作形态排列.当Fe的原子分数达 了粗大的枝晶状 (b) 25m 125m 1259 125四 125 125 jum 图1Ni56Mn25-xFexGa19合金的微观组织.(a)x=0:(b)x=2:(C)x=4:(d)x=6:(e)x=8:()x=10 Fig.1 Microstructures of Nis6Mn25-FezGa19 alloys:(a)x=0;(b)x=2;(c)r=4;(d)r=6;(e)r=8;(f)z=10 Ni56Mn25-rFerGa1g(x=0,2,4,6,8,10)合金 量的增加，Ni56Mn25-rFerGa1g合金中马氏体相的 的X射线衍射图谱如图2所示.通过对图谱的标定 晶格常数a几乎不变，而c逐渐降低，相应的四方 可以看出：0Fe、2Fe、4Fe和6Fe合金的六个衍射峰 度cla逐渐降低. 均可标定为体心四方马氏体结构（用M表示）：而 8Fe和10Fe合金的X射线衍射图谱中，除四方马 氏体的六个衍射峰外，在53°和74°附近还出现了 两个额外的衍射峰，应为金相照片中第二相的特征 x=10 峰.经标定，该第二相为面心立方Y相，这两个特 x=8 征峰分别为2o0和Y202峰，而y相另一特征峰111 x=6 与M222峰重合.6Fe合金X射线衍射图谱上未观 x=4 测到第二相的衍射峰，可能是由于该合金中γ相较 x=2 少，对应的衍射峰强度太低所致.因此，结合图1和 x=0 图2可知：当x≤4时，Nis6Mn25-rFerGa1g合金保 持单一的四方结构马氏体相：当x≥6时，合金呈 20 30 40 5060 7080 90 20/() 现为马氏体相和面心立方Y相组成的双相结构. 仔细观察图2不难发现，在该合金系中，马氏 图2Ni56Mn25-FerGa1g合金的X射线衍射图谱 体各衍射峰的位置也有微小的偏移，表明随着Fe Fig.2 XRD patterns of as-quenched Nis6Mn25-FexGa19 samples 含量的增加，晶格常数略有变化.根据图2的X射 线衍射结果计算出各合金中马氏体相的晶格参数及 表2是Ni56Mn25-FerGa19合金中各相成分的 相应的四方度，列于表1中.可以看出，随着Fe含 能谱分析结果.可以看出：在x≥6的双相合金中，第 8 期 辛 燕等：Fe 对 Ni-Mn-Ga 形状记忆合金相变和力学性能的影响 1029 ·· (h2 − h1)/(h0 − h1) × 100%. 2 实验结果及分析 2.1 微观组织及相结构 图 1 是 Ni56Mn25−xFexGa19(x=0, 2, 4, 6, 8, 10) 合金显微组织的金相照片. 从图 1(a)∼(c) 中可以 看出，0Fe、2Fe 和 4Fe 合金均为单一的板条马氏体 形貌，并呈自协作形态排列. 当 Fe 的原子分数达 到 6%时，如图 1(d)，6Fe 合金的基体相仍呈马氏体 板条结构，但同时还可以观察到一些网状析出的细 小白色相，该相大部分沿晶界分布. 从图 1(d) 到图 1(f) 可以看出，随着 Fe 含量的增加，第二相含量逐 渐增加且尺寸也不断增大. 8Fe 合金中第二相变得 粗大而明显，且不再主要分布于晶界上，在晶粒内 部也有较多分布. 10Fe 合金中的第二相已经连接成 了粗大的枝晶状. 图 1 Ni56Mn25−xFexGa19 合金的微观组织. (a) x=0；(b) x=2；(c) x=4；(d) x=6；(e) x=8；(f) x=10 Fig.1 Microstructures of Ni56Mn25−xFexGa19 alloys: (a) x=0; (b) x=2; (c) x=4; (d) x=6; (e) x=8; (f) x=10 Ni56Mn25−xFexGa19 (x=0, 2, 4, 6, 8, 10) 合金 的 X 射线衍射图谱如图 2 所示. 通过对图谱的标定 可以看出：0Fe、2Fe、4Fe 和 6Fe 合金的六个衍射峰 均可标定为体心四方马氏体结构 (用 M 表示)；而 8Fe 和 10Fe 合金的 X 射线衍射图谱中，除四方马 氏体的六个衍射峰外，在 53◦ 和 74◦ 附近还出现了 两个额外的衍射峰，应为金相照片中第二相的特征 峰. 经标定，该第二相为面心立方 γ 相，这两个特 征峰分别为 γ200 和 γ202 峰，而 γ 相另一特征峰 γ111 与 M222 峰重合. 6Fe 合金 X 射线衍射图谱上未观 测到第二相的衍射峰，可能是由于该合金中 γ 相较 少，对应的衍射峰强度太低所致. 因此，结合图 1 和 图 2 可知：当 x 64 时，Ni56Mn25−xFexGa19 合金保 持单一的四方结构马氏体相；当 x >6 时，合金呈 现为马氏体相和面心立方 γ 相组成的双相结构. 仔细观察图 2 不难发现，在该合金系中，马氏 体各衍射峰的位置也有微小的偏移，表明随着 Fe 含量的增加，晶格常数略有变化. 根据图 2 的 X 射 线衍射结果计算出各合金中马氏体相的晶格参数及 相应的四方度，列于表 1 中. 可以看出，随着 Fe 含 量的增加，Ni56Mn25−xFexGa19 合金中马氏体相的 晶格常数 a 几乎不变，而 c 逐渐降低，相应的四方 度 c/a 逐渐降低. 图 2 Ni56Mn25−xFexGa19 合金的 X 射线衍射图谱 Fig.2 XRD patterns of as-quenched Ni56Mn25−xFexGa19 samples 表 2 是 Ni56Mn25−xFexGa19 合金中各相成分的 能谱分析结果. 可以看出：在 x >6 的双相合金中