CuZnAl系阻尼合金的研究.pdf

1、振動(dòng)和噪音污染已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生活，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)阻尼合金研究特別重視。目前對(duì)CuZnAl合金阻尼性能的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有對(duì)其形狀記憶效應(yīng)的研究深入和成熟。CuZnAl合金的形狀記憶效應(yīng)、力學(xué)性能及阻尼性能的好壞是決定其工業(yè)實(shí)用性的關(guān)鍵指標(biāo)。本文采用掃描電子顯微鏡(SEM)和倒扭擺(JN-1型真空扭擺儀)等方法，系統(tǒng)地研究合金化、熱處理、預(yù)變形處理對(duì)合金阻尼性能、形狀記憶效應(yīng)及力學(xué)性能的影響，探討了CuZnAl合金馬氏體產(chǎn)生高阻尼

2、特性的微觀機(jī)制，并分析形狀記憶效應(yīng)與阻尼間的內(nèi)在聯(lián)系。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)變振幅較小時(shí)(0.5×10<'-4><γ<,max><1.5×10<'-4>)，CuZnAl合金的阻尼值隨應(yīng)變振幅的增加迅速增大，并且內(nèi)耗．應(yīng)變曲線不是線性關(guān)系；當(dāng)應(yīng)變振幅達(dá)到一定值后(大約為3.5×10<'-4>)，隨振幅的繼續(xù)增加，合金的阻尼值增加緩慢并趨于穩(wěn)定。CuZnAl合金的高阻尼特性主要?dú)w因于外力作用下馬氏體孿晶界面的移動(dòng)。 熱處理溫度對(duì)

3、合金阻尼性能有很大的影響。隨著固溶處理溫度的升高，α相逐漸固溶到β基體中，淬火后產(chǎn)生的β′馬氏體越多，合金的阻尼性能得到顯著提高。在800～900℃之間固溶15分鐘后上淬處理，合金的阻尼性能最好。進(jìn)一步升高固溶溫度，β相晶粒隨固溶溫度升高而迅速長(zhǎng)大，淬火后產(chǎn)生的β′馬氏體粗大，β′中孿晶界面和β′/β′界面減少，合金的阻尼性能下降。 固溶處理后再做預(yù)變形處理對(duì)合金阻尼性能有很大的影響。隨著變形量的增加，合金的阻尼值先增大后減小，

4、一方面合金在變形時(shí)發(fā)生了應(yīng)力誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變，增加了馬氏體的數(shù)量，從而使合金的阻尼源的數(shù)量增加。另一方面合金受到較大塑性變形時(shí)產(chǎn)生了殘余應(yīng)力和高密度的晶格缺陷，釘扎了阻尼源界面。在變形量為1～2％時(shí)，阻尼達(dá)到最大值，隨后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。 研究CuZnAl合金的形狀回復(fù)率發(fā)現(xiàn)，隨著固溶溫度的升高，α相逐漸固溶到β基體中，合金的形狀回復(fù)率逐漸提高，在750～800℃間固溶形狀回復(fù)率達(dá)到最大值。隨后固溶溫度再升高，馬氏體取向增多，晶界出現(xiàn)

5、橫向、細(xì)條狀馬氏體，并開(kāi)始于晶粒內(nèi)部和邊界上重新析出少量細(xì)小的第二相粒子，形狀回復(fù)率開(kāi)始緩慢降低。由于無(wú)Zr合金經(jīng)過(guò)固溶處理后，其馬氏體片的取向、有序度更高，同時(shí)又沒(méi)有Zr粒子的釘扎，所以無(wú)Zr合金形狀回復(fù)率高于含Zr合金。 研究CuZnAl合金的力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，冷拉態(tài)時(shí)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都很高，但塑性很差，延伸率δ非常低。650℃固溶時(shí)，因?yàn)棣料嗟拇嬖?，使得合金的延伸率最大。然后隨著固溶溫度的提高，α相數(shù)量的減少和晶粒的長(zhǎng)大，