CuAlMn形狀記憶合金的組織細化及性能研究.pdf

1、銅基形狀記憶合金作為一類重要的阻尼材料，不論是在性能上還是價格上都擁有其他材料無法比擬的優(yōu)勢。然而由于其晶粒粗大，常易發(fā)生沿晶斷裂。為解決此問題，本研究以Cu-11.9Al-2.5Mn（wt％）形狀記憶合金為研究對象，并利用AlLaB孕育劑的變質(zhì)細化作用使其晶粒得到有效細化。本文對孕育劑的變質(zhì)細化效果及機理進行了分析，對細化合金的微觀組織進行了觀察，同時對細化合金的硬度、拉伸性能、阻尼性能及摩擦磨損性能進行了考察。結(jié)果表明：
　　

2、1、AlLaB孕育劑對CuAlMn狀記憶合金的晶粒具有明顯的細化效果，當AlLaB添加劑量為2.5wt%時細化效果最為理想，鑄態(tài)合金的平均晶粒尺寸可由原始的200μm細化至40μm。變質(zhì)細化CuAlMn形狀記憶合金的晶粒在β化、淬火處理中亦不會顯著長大，如在850℃β化、淬火后晶粒尺寸僅增長至67μm。分析認為，在CuAlMn形狀記憶合金凝固過程中，AlLaB孕育劑所含的LaB6相可作為非均勻形核的核心，使得合金單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目劇增，

3、從而有效細化了合金的晶粒尺寸。在后續(xù)的熱處理過程中，CuAlMn形狀記憶合金的晶界受到LaB6顆粒的釘扎作用，使得晶粒難以長大。
　　2、變質(zhì)細化CuAlMn形狀記憶合金優(yōu)化的淬火工藝為：樣品經(jīng)850℃β化20 min后于油中進行淬火。淬火后鑄態(tài)組織中的α相及γ2相完全消失，合金基體主要由自協(xié)作排列的M18R型板條狀馬氏體組成。研究中通過考察時效對變質(zhì)細化CuAlMn形狀記憶合金微觀組織的影響，最終確定最佳的時效工藝為350℃時效

4、10 min，時效后馬氏體尺寸亦得到了有效細化
　　3、變質(zhì)細化CuAlMn形狀記憶合金的力學(xué)性能隨晶粒尺寸的降低而增長。硬度值可由細化前的176.9 HV增長至209.9 HV，而抗拉強度可由401.45 MPa增長至588.60 MP，除此之外，細化合金的磨損性能亦有所增加。
　　4、加入1wt%AlLaB孕育劑后合金的阻尼性能有所增長，但隨孕育劑添加量的繼續(xù)增多阻尼性能開始下降，至孕育劑加入量為2.5wt%時晶粒雖達到