题目：NiMnGa和CoNiGa双相高温记忆合金记忆性能及热稳定性

高温形状记忆合金在核动力、航空航天等领域有着重要的应用前景，Heusler型Ni-Mn-Ga合金作为一种新型低成本的高温记忆合金是该领域的研究热点之一。单相Ni54Mn25Ga21单晶合金具有迄今为止高温形状记忆合金中最大的可回复应变，良好的韧性和优异的热稳定性能。但单晶样品的制备工艺复杂，成本高，而多晶样品脆性大，限制了NiMnGa高温形状记忆合金的应用。因此需要探索开发兼具韧性、形状记忆性能和良好热稳定性能的多晶高温形状记忆合金材料。本文对NiMnGa和CoNiGa双相高温形状记忆合金的微观组织结构、相变特性、力学性能、形状记忆性能及热稳定性进行了系统研究。获得的主要研究结果如下：系统研究了Ni57+xMn25Ga18-x(x=0.5～3)合金微观组织结构对相变行为、力学性能及记忆性能的影响规律，发现这些合金都是由四方结构的非调制马氏体相与面心立方γ相组成的双相合金，而γ相能够显著提高Ni-Mn-Ga多晶合金的韧性。随合金Ni含量的增加，γ相含量逐渐增加，但马氏体相与γ相的成份及晶格参数基本不变。γ相优先分布在晶界上。其马氏体相变特征温度取决于马氏体相的电子浓度和尺寸因素，随着合金中Ni含量的增加，其马氏体相电子浓度和四方度、晶胞体积几乎不变，因此相变温度也不变，As温度稳定在521℃左右，而Ms温度在465℃左右。合金断裂机制均为沿晶断裂，γ相阻碍了马氏体相晶界面的相对滑动，降低了记忆性能。获得了兼具韧性、形状记忆性能和良好时效和热循环稳定性的Ni58Mn25Ga17双相多晶材料。其抗压强度和压缩变形率分别为1391MPa和19.8%，已达到了与Ni54Mn25Ga21单晶韧性相当的水平。由于该合金中γ相主要分布在晶界上，对合金的形状记忆性能影响较小，其最大可回复应变仍保持在4.0%。经120h的马氏体时效和奥氏体时效后，合金的相结构和显微组织均未发生明显变化。马氏体时效后，合金相变温度不变；奥氏体时效时，随着时效时间的增加，合金的相变温度先下降而后趋于稳定。Ni58Mn25Ga17合金在室温～650℃之间进行热循环，热循环次数超过11次后，该合金的马氏体相变特征温度和相变焓趋于稳定；经过500次的热循环后，合金的晶体结构和显微组织未发生明显变化，形状记忆效应略有下降，但可回复应变仍保持在3.0%。发展了CoNiGa系高温形状记忆合金，弄清了Co46Ni25+xGa29-x (x=0～6)和Co48Ni24+xGa28-x (x=0～6)合金系第二相（γ相）随合金成份的变化规律及其对合金相变行为、力学性能及记忆性能的影响。该合金系均为非调制结构的马氏体相与γ相组成的双相合金，其相变温度受马氏体相电子浓度和尺寸因素的综合影响。随着Ni含量的增加，合金中的γ相的数量和尺寸均不断增加但晶格参数不变；同时，马氏体相及γ相中的Co含量下降而Ni含量上升，Ga含量基本不变，导致马氏体相电子浓度的增加，并且四方度增大，晶胞体积收缩，使合金相变温度升高。γ相均能显著提高合金的抗压强度和压缩变形率。合金断裂机制为沿晶断裂，γ相与马氏体相界面结合力较强，显著阻碍了马氏体相晶界面的相对滑动，γ相断裂前表现出明显塑性变形并发生韧性断裂。γ相含量为1.8～75.8vol.%，且均匀的分布在晶界和马氏体板条上，阻碍了合金中马氏体相的再取向，降低了形状记忆性能。随着Ni含量的提高，Co48Ni24+xGa28-x (x=0～6)合金系最大可回复应变由2.1%下降为0.4%，而Co46Ni25+xGa29-x (x=0～6)合金系最大可回复应变由5.1%下降为0.4%。